yabo官方app_基因要么有“生理周期”生物钟要么可以控制它们

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人类活动有一个24小时的节奏周期。以前,人们认为只有少数基因和蛋白质是周期性开关的。然而,根据物理学家组织网络最近的一份报告,美国科学家发现,身体各种器官中成千上万个基因的每日波动是可以预测的,它们的活动周期是由各种复杂的方式控制的。相关论文已在《科学》杂志网站上发表。

了解基因如何在一天中周期性转换是掌握许多生理功能的关键,包括睡眠和新陈代谢。

德克萨斯大学西北医学中心的约瑟夫·塔卡斯,霍华德·休斯医学院的研究员,在20世纪90年代发现了节律基因及其蛋白质产物。他和其他研究人员将该基因识别为CLOCK,并发现另外两种蛋白质BMAL1和NPAS2可以与该基因结合,在白天激活它们。其他四种节律调节因子是PER1、PER2、CRY1和CRY2,它们可以在夜间抑制该基因。

新的研究旨在完全理解激活因子和抑制因子如何协调来维持人体24小时的生理节奏。

新研究的核心发现是,核糖核酸聚合酶(基因可以被转录成蛋白质)的功能随着昼夜节律而变化。塔卡思说:“核糖核酸聚合酶2的启动是整个基因组周期节律的开始。

在全核糖核酸聚合酶ⅱ和转录的调节下,所有染色质的状态都受生物钟的调节。组蛋白也随着整个基因组的节奏而被广泛修饰,组蛋白是维持DNA完整性的关键。这表明每个基因都可能根据生理周期而改变。

此外,他们还有许多重要的发现。首先,节律调节剂可以在许多基因组位点与目标基因结合。他们研究了小鼠肝细胞的基因组,发现超过20,000个位点可以结合一个或多个调节因子。其中,1000多个位点可以结合所有7种调节因子,许多位点只能结合激活或抑制因子之一。塔卡思说:“我们过去认为它们都绑定在同一个站点上。”

其次,他们研究了肝细胞中所有基因的日常表达模式,发现基因表达并不总是在转录过程中被控制在转录水平。他们还发现,核糖核酸聚合酶2与基因的结合比基因转录早一天发生。在周期开始时,转录激活子CLOCK和BMAL1吸引了RNA聚合酶II,但被随后的抑制剂CRY1抑制。

因此,在转录开始前,核糖核酸聚合酶必须“悬浮”几个小时。因此,昼夜节律不仅与核糖核酸聚合酶有关,还与“暂停”状态的释放有关。

“这些节律基因的目标,最高的类别是代谢途径,所以生物钟秘密地控制着日常的新陈代谢。这些发现为研究短期转录动力学、生理周期、聚合酶和一般转录提供了新的途径。

Tachaas说下一步是研究如何在一天的节奏中控制核糖核酸聚合酶,是什么导致聚合酶在一天的特定时间暂停某些基因,以及转录后其他核糖核酸分子是如何调节的。(张力军)

(责任编辑:zxwq)

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