研究人員確定適應(yīng)季節(jié)變化的基因
多倫多大學(xué)的研究人員已經(jīng)確定了一種基因,可以決定身體是否適應(yīng)不斷變化的季節(jié)。該基因是一種名為miR-132/212的微RNA,是大腦中央計(jì)時(shí)系統(tǒng)中的一種機(jī)制的一部分,稱為生理鐘,位于視交叉上核。該基因以前也涉及包括抑郁在內(nèi)的情緒障礙。
“不僅生物鐘在24小時(shí)晝夜循環(huán)中控制生物體的行為和生理過(guò)程,它還控制機(jī)制,使身體適應(yīng)與不同季節(jié)相關(guān)的可變?nèi)臻L(zhǎng)度,”Lucia Mendoza-Viveros說(shuō),是密西沙加大學(xué)生物學(xué)副教授Hai-Ying Mary Cheng實(shí)驗(yàn)室的博士生。“直到現(xiàn)在,這種機(jī)制還沒(méi)有得到很好的理解。”
調(diào)查結(jié)果顯示在2017年4月的Cell Reports版的封面上。
Mendoza-Viveros及其同事發(fā)現(xiàn)的miR-132/212基因是一種微RNA。它不像大多數(shù)基因那樣產(chǎn)生蛋白質(zhì)。相反,它控制其他蛋白質(zhì)的表達(dá),幫助運(yùn)行身體的中央計(jì)時(shí)系統(tǒng)。
研究人員通過(guò)研究沒(méi)有miR-132/212基因的小鼠來(lái)研究他們的結(jié)論。他們觀察到這些基因被刪除所謂的敲除小鼠 - 最容易適應(yīng)冬季光照周期,提供8小時(shí)的日光和16小時(shí)的黑暗。
接下來(lái),研究人員轉(zhuǎn)向蛋白質(zhì)組學(xué) - 對(duì)有機(jī)體蛋白質(zhì)組成的理解 - 來(lái)確定miR-132/212如何影響大腦中心時(shí)鐘中不同蛋白質(zhì)的水平。與渥太華大學(xué)Daniel Figeys教授的實(shí)驗(yàn)室合作進(jìn)行的蛋白質(zhì)組學(xué)研究顯示,缺乏miR-132/212的小鼠在控制中心時(shí)鐘內(nèi)神經(jīng)元結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)表達(dá)方面存在缺陷。
當(dāng)研究人員進(jìn)一步觀察時(shí),他們發(fā)現(xiàn)具有miR-132/212基因的小鼠與不具有miR-132/212基因的小鼠之間的神經(jīng)元結(jié)構(gòu)確實(shí)不同。這些結(jié)構(gòu)差異影響了敲除小鼠對(duì)季節(jié)周期變化的適當(dāng)反應(yīng)能力。
為了證實(shí)他們的發(fā)現(xiàn),研究人員將缺乏miR-132/212基因的小鼠與對(duì)季節(jié)變化反應(yīng)非常敏感的倉(cāng)鼠進(jìn)行了比較。他們懷疑倉(cāng)鼠在冬季冬眠并且在那個(gè)時(shí)期生殖活動(dòng)并且經(jīng)歷代謝變化,將經(jīng)歷神經(jīng)元結(jié)構(gòu)的變化并且顯示基因表達(dá)水平類似于敲除小鼠中的那些。
“這種比較告訴我們,我們?cè)谡_的軌道上 - 這個(gè)基因有助于塑造中央計(jì)時(shí)系統(tǒng)所在大腦部分的結(jié)構(gòu),”Mendoza-Viveros說(shuō)。“這有助于身體分辨季節(jié)之間的差異。”
“當(dāng)人們研究晝夜節(jié)律時(shí),他們通常會(huì)查看一天中的時(shí)間,但大腦同一部分的系統(tǒng)會(huì)記錄一年中的時(shí)間。通過(guò)操縱條件,您可以嘗試將身體的時(shí)間表與外部環(huán)境保持一致“。程說(shuō)。“既然我們知道m(xù)iR-132/212會(huì)影響大腦適應(yīng)季節(jié)的能力,那么考慮到它之前與抑郁癥有關(guān),它的異常表現(xiàn)是否與季節(jié)性情感障礙有關(guān),這將是非常有趣的。”
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