你有過晝夜時差顛倒的困擾么？你也許需要調整你的生物鐘才能擺脫困擾。康奈爾大學最新的科研項目在時差的問題以及人體關于晝夜規律的調整上有了更進一步的研究。

康奈爾大學的研究人員首次將果蠅體內的某種蛋白質做出了3D晶體結構，這種結構在更高等的生物中均普遍存在——從藻類到植物、動物同時也包括人類。

該研究發表在11月13日的《自然》（Nature）上。

雖然人類的晝夜節律或生物鐘機制復雜，許多晝夜節律的關鍵組分被象果蠅一樣低等的物種所共享，果蠅可用作理解晝夜節律的模式生物。

稱為隱花色素（dCRY）的蛋白在晝夜節律鐘中起關鍵作用，這個蛋白從日光中獲取線索，允許生物按24小時的周期調整它們的新陳代謝。

生物鐘調節諸如植物花瓣開放閉合與樹葉脫落的過程，例如人的饑餓、覺醒與排泄時間及血壓變化。人生物鐘輕微擾亂會導致哈欠和疲勞，但慢性功能障礙則與一些精神疾病和癌癥相關。

Anand Vaidya，為論文第二作者，是資深的化學與化學生物學教授Brain Crane實驗室的一名碩士研究生，他說：“研究的目的是在分子水平理解dCRY的結構，此研究應用X射線衍射晶體分析法完成。”08級博士研究生 Brian Zoltowski是論文的第一作者，當前為南衛理公會大學的助理教授。

Vaidya補充道，“確定dCRY的結構是理解這個蛋白功能與機制的起點。”

果蠅晝夜節律鐘的主要機制涉及四種蛋白。兩種陰性蛋白作為抑制子，抑制其他兩種陽性蛋白。沒有這種抑制作用，陽性蛋白會活化引發信號通路的基因，最后控制生物的晝夜節律。這種抑制作用被dCRY所阻斷，dCRY在白天起作用，與陰性蛋白結合使陰性蛋白降解。這就使生物鐘重置，陽性蛋白發揮功能。

通過鑒定dCRY的結構，研究人員發現當一個能與dCRY結合、稱為黃素的小分子吸收光后，能有益于蛋白的C-端改變形狀，從而使dCRY與陰性蛋白結合。先前研究顯示隱花色素，也就是晝夜節律蛋白，當它的C-端移除就會喪失其功能。

Crane說：“隱花色素另一個有趣的方面是，它們與光裂合酶進化性地相關，這種酶利用光線修補由陽光中紫外線輻射引起的DNA損傷”

研究發現dCRY晶體結構與光裂合酶的非常相似。例如，在dCRY分子的C-端確實存在有相同的袋，這與光裂合酶開始修補損傷DNA時所附著的一樣。

最近，dCRY被暗指有磁敏感性——即生物感應磁場的能力，包含地球磁場。雖然更好地理解這種現象還需要更多的探究，Cornell的研究提供了一個著手理解此機制的依據。

共同作者包括來自洛克菲勒大學遺傳學實驗室的研究人員。該研究由國立衛生研究院NIH資助。(生物谷 Bioon.com)

本文來自生物谷論壇生命科學論壇谷友"lindamo100001"的翻譯，轉載請注明來自生物谷。

本文英文全文鏈接：http://www.bioon.com/z/trans/201111/511337.shtml

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