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影响哺乳动物生物钟的基因突变

作者：xls_jk200
发表于: 01/01 13:18
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(齐康网) 美国西北大学霍华德?休斯医学院约瑟夫?S?高桥领导的研究小组，已经发现了导致仓鼠的生物钟由正常的24小时变为20小时的基因突变的原因。他们确认了这种γ基因的酶编码，这是首次发现哺乳动物身上的单个基因突变。确定引起γ基因突变的原因，将有助于科学家弄清人类生物钟的机制，研制出控制生物钟变化的药物。对于哺乳动物来说，生物钟的主要“构件”存在于大脑细胞中。由于光线及其它因素的剌激，大脑细胞里的这些主要“分子构件”每天都会重新“上紧发条”。研究小组使用基因和生物化学方法来寻找由γ基因突变转化的酶。他们首先在1929年捕获的叙利亚仓鼠的后代中找到了一种基因与众不同的野生仓鼠，再从1971年捕获的叙利亚仓鼠中找到一只野生仓鼠，然后采用一种名为“基因直接表现差异”的基因方法来详细分析比较两种仓鼠以及它们的杂交后代的基因，从而确定与γ基因所处位置有关的特殊的DNA片断，并从这些特殊的DNA中分离出较大的DNA序列用于与人类和老鼠相比。研究证明，仓鼠的γ基因决定了CkIe的编码。此前，人们从未把CkIe与哺乳动物生物钟的运行机制联系起来。高桥说，无论是从基因角度还是从分子角度来分析γ基因的突变，都足以证明CkIe是哺乳动物生物钟的一个组成部分。研究人员还分析了CkIe中单个氨基酸的替代对缩短生物钟的影响。他们发现，由于替代氨基酸引起CkIe结构的微妙变化，这影响CkIe作为生化开关的功能。γ基因的突变使得CkIe在开启由PERIOD基因编码的与生物钟有关的蛋白质时速度降低。这些生物钟蛋白质水平的升降控制了生物钟运转周期的长短，因而CkIe的变化能有效地使动物的生物钟由24小时缩短为20小时。高桥称，CkIe基因作用的发现，给人类研制控制生物钟的药物带来了前所未有的机遇。在控制生物钟的9种基因中，有8种是负责DNA转录因子或调节器编码的，而CkIe是唯一一种仅为一种酶编码的基因，因而可以很容易地被当成药靶使用。这种药物能改变人体生物钟，使人类更适应于由旅途或倒班工作带来的时差。此外，它还有可能治疗冬季由于阳光缺乏而引起的季节情感性精神病以及由于睡眠紊乱引起的狂躁型精神错乱。高桥指出，CkIe的发现有助于人们研究生物钟系统的动力学特性。未来，我们将利用CKle作为调节酶来进一步研究如何使生物钟走得快一些或慢一些。（来源：家庭医生医疗保健网）