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〈科學家稱發現基因如何控制人體生物鐘〉-【基因科學-討論區-www.coi.tw 】

作者 : 基因科學
性別 : 男
文章主題 : 科學家稱發現基因如何控制人體生物鐘 人氣指數 : 1116
發表時間 :2014/9/18 上午 08:39:07   


科學家稱發現基因如何控制人體生物鐘

「日出而作,日入而息」「晝伏夜出」這些詞彙是用來形容人類和動物的生活規律的,這種規律又是由生物體內的生物鐘所控制的。現在美國科學家稱發現了基因是如何控制人體生物鐘的工作原理,這一發現不僅可以幫人順應時差,而且對開發抗癌藥物有重大意義。

研究人員發現,兩種基因period(週期)和Cryptochrome(隱花色素)控制著生物鐘,使人體細胞在各個季節及一天24小時內保持著適當的時間節奏。

在人類細胞中,有四種基因——隱花色素、週期、時鐘(CLOCK)和BMAL1共同協作來控制人體​​生理的週期性變化,如血壓、體溫和休息及睡眠週期,這就是所謂的生物鐘,使人體保持在適當的生理節奏。

當人體快進或快退生物鐘時(比如飛過7個時區),人體的生物鐘可並不配合,因為基因和蛋白質需要時間來調整自己。時差就是細胞對新的白天起點作出「重新安排」產生的感覺。

科學家發現,基因CLOCK和BMAL1協同工作來啟動生物鐘,這些基因結合許多其他的基因,使細胞在每天開始時表現出人體需要它們所處的狀態。

具體來說,基因CLOCK和BMAL1結合週期和隱花色素基因,並表達到蛋白質,若干修改後,再抑制CLOCK和BMAL1的活性。然後,週期和隱花色素基因蛋白被降解,使得生物鐘重新開始一個新的週期。

論文作者北卡羅來納州大學桑賈爾(Aziz Sancar)博士說,「這就是為甚麼我們可以看到基因活性在一天中上升再下來。這四種蛋白質參與每天產生節律,但不知道它們做了甚麼。現在我們知道時鐘是如何在所有細胞中重新設置的。」「無論是用於治療時差或季節性情感障礙,或用於控制和優化癌症治療方法,我們必須知道生物鐘如何工作。」

2010年,桑賈爾研究小組發現,XPA酶的水平升高和下降與一天內生物鐘的自然振盪同步。桑賈爾的研究小組提出,當XPA酶處於最低水平時化療最有效。對於人類來說,這是傍晚時間。桑賈爾說,「這意味著,DNA修復是由生物鐘控制的」。「這也意味著,在癌細胞中的生物鐘可以成為抗癌藥物的靶子,以使其它治療更有效」。

這一發現可能意味著更有效的治療時差和睡眠障礙,以及對癌症和糖尿病藥物、代謝綜合症、失眠、季節性情感障礙、肥胖症藥物的開發有重大影響。



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