一个组织内存在两个生物钟？

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[生物通讯]达特茅斯大学的研究人员发现了两个生物钟可在遗传学研究模式植物－－拟南芥的同一组织中同时工作的证据。这一发现说明植物能够综合至少两种环境信号－－光和温度的信息，这两种信号对于植物对季节变化的反应十分重要。

这项研究发表在本周美国《国家科学院院刊）（PNAS）的网络版上。

“拥有两个对光和温度分别有着不同灵敏度的生物钟可以更好地确保两种环境信号完全被植物理解。”研究的作者之一、生命科学教授C. Robertson McClung说。“这样植物就能够处理这些数据，做出开花的决定，这是一个至为重要的决定。拟南芥根据春天日照长度做出开发的决定，但如果它开花过早，而又偏巧出现霜冻，那么花朵就会凋落。早春气温仍然较低，因此从环境信号中得到更多的线索对于植物是很有意义的。”

研究人员跟踪了两种基因的节奏－－一种负责光合作用，另一种则与光合作用无关。这些基因都存在于叶肉中，即叶片内层的海绵组织中。

为测定基因的表达，McClung和他的学生操作他们研究的这些受生物钟控制的基因，并用荧光素酶做了标记，然后将新基因导入拟南芥中。研究的每一株植物只有一个被荧光素酶标记的基因。当这个新基因被激活而使细胞发光时，一种非常灵敏的照相机就会将这其捕捉拍摄下来。McClung和他的研究小组用这种方法检查了拟南芥是如何对矛盾信号做出应答的，例如昼凉夜暖。

“我们发现如果我们给予植物昼凉夜暖的条件，光合基因就会忽略温度信号，好像只看到光信号一样，这一点很有意义，因为光合作用绝对是依赖白天的。”McClung说。“但其它基因忽略了光信号，对温度信号做出反应。这有点令我们吃惊。”

McClung和他的学生继续研究，他们检查了不同的刺激是如何重设生物钟的。例如，人们通过提前几小时重新调节内部的生物钟对破晓之光做出反应。但黄昏后同样的光脉冲却造成生物钟的延迟反应。研究人员发现，对温度信号更眷顾的非光合基因对冷空气的反应更强，就如同光合基因对光信号反应更强一样。

“这只有在两个基因对不同的生物钟做出应答时才可能发生。”McClung说。“由于两个基因都在叶肉组织中表达，因而显然这两个生物钟都在该组织中运行。这个发现令人激动，因为这是多细胞生物钟有两个生物钟在一个组织内部运作的范例。我们不知道能否发现一个细胞中会有两个生物钟在运行，但这是我们的目标。”（生物通编译）