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          在小鼠中发现昼夜节律基因可能会带来突破

          那种内在的烦躁感觉驱使你在晚上睡觉,早上醒来吃饭、工作和娱乐,结果证明是遗传的,而且不仅仅是人。几乎所有生物体——从动物到植物,以及几种微生物和真菌——都有一个内部生物钟,或昼夜节律。

          然而,科学家们一直对这些基因的运作方式感到困惑。现在,由于小鼠的 DNA、培养皿和极大的耐心,弗吉尼亚理工大学的科学家们离答案更近了一步。在发表在《基因与发展》杂志上的一项新研究中,弗吉尼亚理工学院生物科学系助理教授、弗拉林生命科学研究所研究员小岛志保子及其团队确定了一种新基因,Per2AS,控制小鼠的睡眠/觉醒周期。Per2AS 似乎是一种新型基因,称为非编码基因。与大多数其他基因不同,Per2AS 不会从 RNA 翻译成后续的蛋白质,因此直到现在还不清楚其功能。(“昼夜节律”一词源自拉丁语 circa diem,或“大约一天”。)

          这项研究已经进行了几年。九,没错。为什么长期任职?嗯,这很复杂。字面上地。“很难弄清楚它的工作是什么,因为 Per2AS 是一种非编码基因,”小岛说。“科学家们积累了大量的知识和工具来弄清楚传统基因的功能。但是,这些工具并不容易适用于非传统基因,例如Per2AS,因为大多数工具都是基于传统基因共有的独特特征而制作的。 ”

          除了小岛,该研究还包括弗吉尼亚理工大学的 13 名成员,包括教职员工、前员工和校友。他们是生物科学系的大学特聘教授约翰·泰森和前综合科学院系统生物学主任,研究专家丽贝卡·莫西格;本科校友 Allison Castaneda、Jacob Deslauriers、Landon Frazier、Kevin He、Naseem Maghzian 和 Camille Schrier,其中大部分人正在攻读医疗保健或研究方面的高级学位;和布莱克斯堡高中的校友 Aarati Pokharel,现在在弗吉尼亚大学,还有 Lily Zhu,现在在约翰霍普金斯大学。

          根据小岛的说法,大约 30 年前人类基因组计划开始时,科学家们当时认为我们的大部分基因组是由传统基因组成的,因为人们认为这些基因控制着我们所有人都拥有的独特特征——眼睛和头发的颜色、身高和体重, 性格。事实证明这不是真的。

          “事实证明,我们基因组中只有 2% 用于传统基因,其余似乎是非传统基因。对于这些非传统基因是否对我们的特征也很重要一直存在激烈争论——有人说它是 DNA 垃圾,而其他人说他们有重要的职能,”她说。

          越来越多的证据表明,至少一些非传统基因对各种生物过程很重要,例如神经元活动、免疫功能和细胞分化,以及包括癌症、神经和先天性遗传疾病在内的疾病发展。”

          重要的一点:非传统基因可以具有控制我们的生物钟的功能,因此对于我们的基因组来说很重要?;痪浠八?,非传统基因与其更基本的对应物一样重要。

          “人们也有一个相同的基因,”小岛说。“然而,目前尚不清楚人类版本是否具有与小鼠版本相同的功能。生活在地球上的大多数生物都有一个生物钟,因为这是一个对适应日?;肪潮浠苤匾哪诓考剖毕低车厍蜃宰斐傻?。人类的生物钟与啮齿动物或昆虫的生物钟没有太大区别。”

          下一步是什么?小岛希望在活体小鼠模型中研究该基因。不仅仅是来自培养皿。“我们还想知道这个基因是否存在于许多其他生物体中。如果是这样,那就意味着这个基因非常重要。”

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