细胞告诉时间的三个基因

一个基因家族允许细胞通过调整负责常规睡眠 - 觉醒周期的生物钟来适应环境条件的日常变化。东京大学科学家的新发现首次揭示了昼夜调节可能与细胞应激直接相关。

几乎所有对光敏感的生物都会发现昼夜节律。人类昼夜节律的问题与包括高血压(高血压)，代谢紊乱和失眠在内的疾病有关。由于生物钟的中断，轮班工人和老年人患这些疾病的风险增加。

负责这项工作的研究小组位于东京大学，由生物科学系的Yoshitaka Fukada教授和助理教授Hikari Yoshitane领导。最新结果源于一系列正在进行的实验，并继续以实验室对昼夜节律研究的兴趣为基础。由药物研究生院的Hidenori Ichijo教授领导的合作者开发了实验中使用的独特小鼠。

研究人员使用缺少三种基因的细胞和小鼠：凋亡信号调节激酶1,2和3(Ask1，Ask2，Ask3)。在细胞和小鼠的结果中，Ask基因对于响应环境的突然变化和随时间的逐渐变化是必要的。

没有Ask基因的细胞没有显示出在盐或糖浓度过高或过低的环境中生长的正常细胞所预期的昼夜节律变化。没有Ask基因的细胞也不受细胞积累过多氧化应激后预期的变化的影响。由于化学平衡的变化，不受控制的氧化应激会在细胞内产生潜在的毒性环境。

“这个领域的许多研究人员长期以来一直怀疑氧化应激和昼夜节律在某种程度上是相互关联的，因为我们甚至在古代生物体中看到了光合作用和DNA复制的循环;光合作用需要阳光并产生可以破坏DNA的自由基，因此细胞推迟DNA复制光合作用已停止，直到夜间细胞分裂。我们对结果感到非常兴奋，因为我们可以通过Ask基因连接氧化应激和昼夜调节来接近生物钟的起源，“Fukada说。

通过观察小鼠行为进一步支持细胞中的结果。正常小鼠可以在夜间意外曝光后第二天早上改变他们的唤醒时间，这可以通过他们在车轮上的活动来衡量。没有Ask基因的小鼠具有较低的同步其生物钟与环境光暗周期变化的能力。

“我们的梦想是拥有一种调节昼夜节律的工具。像我们的研究这样的基础科学可以为以后的药物发现工作提供一些线索，”Yoshitane说。

东京大学计划继续研究将Ask基因与氧化应激联系起来的详细细胞机制以及影响昼夜节律的潜在方法。

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