PNAS：神经生物学家发现了一种对健康日常节律很重要的新基因

美国西北大学(Northwestern University)的一个神经生物学家团队发现了一种名为Tango10的新基因，它对日常行为节奏至关重要。这个基因参与了一个分子通路，通过这个分子通路，核心的生物钟(“齿轮”)控制生物钟的细胞输出(“手”)来控制每天的睡眠-觉醒周期。虽然这项研究使用的是果蝇黑腹果蝇，但研究结果对人类和与时钟有关的问题和疾病具有启示意义。

　　

生活是按照24小时安排的。这种规律节奏的核心是昼夜节律钟，几乎存在于每个器官、组织和细胞中。当生物钟出现偏差时，就会导致睡眠中断或各种疾病。

西北大学最近的一项发现可能有助于理解生物钟与日常周期之间的联系。一组神经生物学家发现了一种新的基因Tango10，它对日常行为节奏至关重要。这个基因参与了一个分子通路，通过这个分子通路，核心的生物钟(“齿轮”)控制生物钟的细胞输出(“手”)来控制每天的睡眠-觉醒周期。

虽然这项研究是用果蝇做的，但研究结果对人类也有意义。了解这一途径的工作原理，将有助于找到治疗睡眠问题的方法，并有助于了解与时钟有关的人类疾病，如抑郁症、神经退行性疾病和代谢疾病。

领导这项研究的昼夜节律专家拉维·阿拉达(Ravi Allada)博士说，“科学家们对时钟的‘齿轮’了解很多，但对产生行为的‘指针’或两者之间的联系了解不多。”

他说:“我们想更好地了解每天‘叫醒信号’的分子基础，它提醒动物是时候醒来了。”“在这项研究中，我们专注于控制睡眠-觉醒周期的起搏器神经元，并使用基因筛选来识别调节神经元的基因。”

Allada是埃德加C. Stuntz杰出神经科学教授和温伯格艺术与科学学院神经生物学系主任。阿拉达还是西北大学睡眠和昼夜生物学中心的副主任。

这项研究将于11月15日发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上。Allada是本文的通讯作者。

除了在阿拉达的实验室进行的果蝇实验，西北大学的团队还与新泽西理工学院的凯西·迪克曼和马修·莫耶特合作，他们进行了计算建模实验。

西北大学的研究人员筛选了一些基因，他们认为这些基因可能对果蝇的生物钟运作和行为很重要。通过这个过程，他们发现了一种名为Tango10的基因。当他们敲除这个基因时，果蝇就失去了正常的24小时行为节律。某些钾电流减少，可能导致神经元过度活跃，并导致正常节律的丧失。

在正常情况下，果蝇的Tango10蛋白水平随昼夜节律时间上下波动，昼夜节律可以调节神经元活动的上下波动，进而驱动动物的睡眠-觉醒周期和行为。在缺乏Tango10基因的果蝇中，这种日常节奏被打乱了。

阿拉达说:“我们的发现填补了我们在了解时钟核心齿轮如何控制指针方面的分子空白。”

论文题目：

“The E3 ubiquitin ligase adaptor Tango10 links the core circadian clock to neuropeptide and behavioral rhythms.” The co-first authors are Jongbin Lee and Chunghun Lim, former postdoctoral fellows in Allada’s lab.