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研究發(fā)現(xiàn)內(nèi)源性過氧化氫近日節(jié)律震蕩調(diào)控生物鐘

作者:宋檢 時間:2022-12-09 來源:互聯(lián)網(wǎng)

中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究所生物化學(xué)與分子生物學(xué)系/醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)國家重點實驗室劉德培院士團隊,**次揭示了氧化還原信號在一個近日節(jié)律周期(24小時)內(nèi)的變化規(guī)律,找到了該信號節(jié)律和經(jīng)典生物節(jié)律轉(zhuǎn)錄翻譯負反饋調(diào)控機制之間直接耦合的關(guān)鍵點。11月26日,相關(guān)論文刊登于《自然—細胞生物學(xué)》。相關(guān)結(jié)果證明了氧化還原信號節(jié)律在生物節(jié)律中的重要生理作用。

眾所周知,幾乎所有生命活動都具有生物節(jié)律震蕩現(xiàn)象,其背后的機制目前存在兩種理論,一種是已經(jīng)被廣泛認可的基于基因轉(zhuǎn)錄的轉(zhuǎn)錄翻譯負反饋環(huán)路(TTFL),另一種則是機制尚不清楚的基于代謝的氧化還原震蕩子,兩種機制之間是否存在直接聯(lián)系已經(jīng)被探索和討論了很長一段時間仍懸而未決。

劉德培、陳厚早等人及合作者,對單個細胞以及小鼠肝臟內(nèi)的過氧化氫(H2O2)水平在不同時間點進行了測定,發(fā)現(xiàn)H2O2水平呈現(xiàn)近日節(jié)律震蕩。研究人員采用篩選策略,發(fā)現(xiàn)核心生物節(jié)律調(diào)控分子CLOCK蛋白可以直接感受內(nèi)源性H2O2的震蕩。通過構(gòu)建點突變小鼠證明,半胱氨酸195位點可以直接被內(nèi)源性H2O2有節(jié)律地氧化修飾,而這一修飾對于正常的生物節(jié)律不可或缺。

研究人員還證明了定位于線粒體內(nèi)的p66Shc蛋白是內(nèi)源性H2O2節(jié)律震蕩的關(guān)鍵因子,敲除該關(guān)鍵因子可以擾亂內(nèi)源性H2O2節(jié)律,破壞CLOCK氧化還原修飾的正常震蕩節(jié)律和生物鐘功能,*終導(dǎo)致小鼠肝臟轉(zhuǎn)錄組震蕩重塑,增加小鼠自由周期時長,影響光對于小鼠節(jié)律行為重調(diào)定。

該研究**次真正彌合了轉(zhuǎn)錄不依賴的氧化還原震蕩節(jié)律和依賴于轉(zhuǎn)錄的轉(zhuǎn)錄翻譯負反饋環(huán)路機制兩大學(xué)術(shù)觀點之間的鴻溝,增加了人們對于驅(qū)動生物節(jié)律震蕩的根本機制的認識。

瑞士日內(nèi)瓦大學(xué)教授UeliSchibler發(fā)表評論,高度評價了該工作,認為該工作有助于回答震蕩節(jié)律是否存在于哺乳動物細胞中的問題。

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