颠覆原有概念:调控生物钟的蛋白

【字体: 时间:2006年01月16日 来源:生物通

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生物通报道:来自美国洛克菲勒大学遗传学实验室(Laboratory of Genetics,The Rockefeller University)的研究人员发现了一种不同于以往原理的两种调控生物钟的蛋白需要通过一个“间隔定时器”来延缓进入细胞核,调控体内生物钟活动的机制,这一研究结果公布在1月13日Science杂志上。

生物钟,即昼夜节律是以大约24h为周期波动的生物现象,这些节律包括血压、体温、激素水平、血中免疫细胞的数量、睡眠觉醒周期循环等。基因水平上的生物钟研究还只是刚起步,目前已经发现了不同物种控制昼夜行为的一些共同基因,比如period、timeless、clock等,其中Period基因是于1972年世界上第一个发现的控制昼夜节律的基因,“永恒”基因(Timeless)则是在1998年,科学家发现了Timeless基因在果蝇的生物钟中所起的至为关键的作用。

以往认为这两种基因的产物——PERIOD(PER)和TIMELESS(TIM)蛋白结合所需要的时间影响着它们从细胞质进入细胞核的时间,而这两种蛋白每天从钟细胞的细胞质进入细胞核一次,然而来自美国洛克菲勒大学遗传学实验室的研究人员利用单细胞荧光能量共振转移成像芯片技术(fluorescence resonance energy transfer measurements using a single-cell imaging assay)发现在活的果蝇细胞中,PERIOD和TIMELESS的结合不需要很多时间,而且它们在进入细胞核之前分离开,PERIOD和TIMELESS到细胞质的运动量与这两个蛋白在细胞质中的浓度无关。

荧光能量共振转移(FRET)是一种用来确定与不同荧光团结合的二个分子间距离的技术。通过光显微与FRET结合,就可以获得有关蛋白质、脂质、酶、DNA和活有机体内RNA的数量、时间和空间资料。随着各种突变绿色荧光蛋白质(mtGFPs)的最近发展,FRET显微技术为测量完整的活细胞内各种分子间的互相作用提供了广泛的前景。在这项研究中就是主要依靠PER和TIM这两种蛋白的荧光形式得到的研究结果。(生物通记者:张迪

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