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,是大腦中央計時系統(tǒng)中的一種機制的一部分,稱為生理鐘,位于視交叉上核。此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小時晝夜循環(huán)中控制生物體的行為和生理過程,它還控制機制,使身體適應(yīng)與不同季節(jié)相關(guān)的可變?nèi)臻L度,”Lucia Mendoza-Viveros說,是密西沙加大學(xué)生物學(xué)副教授Hai-Ying Mary Cheng實驗室的博士生。“直到現(xiàn)在,這種機制還沒有得到很好的理解。”
調(diào)查結(jié)果顯示在2017年4月的Cell Reports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,幫助運行身體的中央計時系統(tǒng)。
研究人員通過研究沒有miR-132/212基因的小鼠來研究他們的結(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)冬季光周期,提供8小時的日光和16小時的黑暗。
接下來,研究人員轉(zhuǎn)向蛋白質(zhì)組學(xué) - 對有機體蛋白質(zhì)組成的理解 - 來確定miR-132/212如何影響大腦中心時鐘中不同蛋白質(zhì)的水平。與渥太華大學(xué)Daniel Figeys教授的實驗室合作進行的蛋白質(zhì)組學(xué)研究顯示,缺乏miR-132/212的小鼠在控制中心時鐘內(nèi)神經(jīng)元結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)表達方面存在缺陷。
當(dāng)研究人員進一步觀察時,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)確實不同。這些結(jié)構(gòu)差異影響了敲除小鼠對季節(jié)周期變化的適當(dāng)反應(yīng)能力。
為了證實他們的發(fā)現(xiàn),研究人員將缺乏miR-132/212基因的小鼠與對季節(jié)變化反應(yīng)非常敏感的倉鼠進行了比較。他們懷疑倉鼠在冬季冬眠并且在那個時期生殖活躍并且經(jīng)歷代謝變化,將經(jīng)歷神經(jīng)元結(jié)構(gòu)的變化并且顯示出類似于敲除小鼠中的基因表達水平。
“這種比較告訴我們,我們在正確的軌道上 - 這個基因有助于塑造中央計時系統(tǒng)所在大腦部分的結(jié)構(gòu),”Mendoza-Viveros說。“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,他們通常會查看一天中的時間,但是同一部分大腦中的系統(tǒng)會記錄一年中的時間。通過操縱條件,您可以嘗試將身體的時間表與外部環(huán)境保持一致“。程說。“既然我們知道m(xù)iR-132/212會影響大腦適應(yīng)季節(jié)的能力,那么鑒于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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