PNAS发现了调节生物钟的秘密，提供了解决时差的新方法

杜克-新加坡国立大学医学院和加州大学圣克鲁斯分校的科学家们发现了调节我们生物钟的秘密。他们发现，这种调节因子位于酪蛋白激酶1δ (CK1δ)的尾部，这种蛋白质是我们体内生物钟或控制睡眠-觉醒模式和其他日常功能的自然24小时周期的节奏设定者，被称为昼夜节律。

　　

杜克大学-新加坡国立大学医学院和加州大学圣克鲁兹分校的科学家们发现了调节人体生物钟的秘密。他们发现，这种调节因子位于酪蛋白激酶1δ (CK1δ)的尾部，这种蛋白质是我们体内生物钟或控制睡眠-觉醒模式和其他日常功能的自然24小时周期的节奏设定者，被称为昼夜节律。

他们的研究结果发表在《美国科学院院刊》上，可能为治疗与生物钟有关的疾病的新方法铺平道路。

CK1δ通过标记与我们生物钟相关的其他蛋白质来微调这些节律的时间，从而调节昼夜节律。除了修饰其他蛋白质外，CK1δ本身也可以被标记，从而改变其自身调节参与人体内部时钟运行的蛋白质的能力。

先前的研究发现了CK1δ的两种不同版本，称为δ1和δ2，它们在蛋白质末端的c端尾部分仅变化16个构建块或氨基酸。然而，这些微小的差异会显著影响CK1δ的功能。虽然已知当这些蛋白质被标记时，它们调节生物钟的能力会下降，但没有人确切知道这是如何发生的。

利用先进的光谱学和光谱分析技术放大尾部，研究人员发现蛋白质如何被标记是由它们不同的尾部序列决定的。

来自加州大学圣克鲁斯分校化学与生物化学系的霍华德休斯医学研究所研究员、该研究的通讯作者Carrie parch教授解释说:

“我们的研究结果指出了CK1δ尾部磷酸基团可以附着的三个特定位点，这些位点对控制蛋白质的活性至关重要。当这些点被磷酸基团标记时，CK1δ变得不那么活跃，这意味着它不能有效地影响我们的昼夜节律。通过高分辨率的分析，我们能够确定所涉及的确切地点——这真的很令人兴奋。”

30多年前，杜克大学-新加坡国立大学癌症与干细胞生物学项目主任、该研究的共同通讯作者David Virshup教授在研究这种蛋白质在细胞分裂中的作用时，首次研究了这种蛋白质。他阐述道:

“凭借我们现有的技术，我们终于能够弄清这个超过25年没有答案的问题的真相。我们发现δ1尾部与蛋白质的主要部分相互作用更广泛，与δ2相比，导致更大的自我抑制。这意味着δ1比δ2更受尾部的控制。当这些位点突变或移除时，δ1变得更加活跃，从而导致昼夜节律的变化。相反，δ2在其尾部区域没有相同的调节作用。

这一发现突出了CK1δ的一小部分如何极大地影响其整体活性。这种自我调节对于保持CK1δ活性平衡至关重要，这反过来又有助于调节我们的昼夜节律。

该研究还探讨了这些发现的更广泛含义。CK1δ在昼夜节律之外的几个重要过程中发挥作用，包括细胞分裂、癌症发展和某些神经退行性疾病。通过更好地了解CK1δ的活性是如何被调节的，科学家们可以开辟新的途径，不仅治疗昼夜节律障碍，还治疗一系列疾病。

杜克-新加坡国立大学高级副院长Patrick Tan教授评论道:

“调节我们的生物钟不仅仅是治疗时差，还关乎改善睡眠质量、新陈代谢和整体健康。这一重要发现可能会为治疗打开新的大门，改变我们管理日常生活中这些重要方面的方式。”

研究人员计划进一步研究现实世界的因素，如饮食和环境变化，如何影响CK1δ上的标记位点。这可以深入了解这些因素如何影响昼夜节律，并可能为管理干扰提供实用的解决方案。

杜克-新加坡国立大学是医学教育和生物医学研究的全球领导者，推动超越科学探索的突破，造福我们的社区。通过将科学研究与转化方法相结合，学院加深了对流行疾病的理解，并开发了创新的治疗方法。