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，它是由生物体内的时间结构所决定。研究生物钟，在医学上有着重要的意义，并对生物学的基础理论研究起着促进作用。最新一期《Cell》杂志将生物钟研究内容选作封面文章（4月5日《Cell》封面：生物钟研究新进展），现在我们为大家综合一下近期生物钟研究进展。

1 颠覆原有概念：调控生物钟的蛋白

period、“永恒”基因（timeless）、clock等基因控制昼夜行为。Period基因是于1972年被首个发现的控制昼夜节律的基因， Timeless基因在果蝇的生物钟中发挥至为关键的作用。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（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发现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已经分开，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。文章刊登于2006年1月13日《Science》杂志。（生物通记者：张迪）

2 日美科学家发现早晨工作的生物钟基因作用大

日本理化研究所和美国斯克里普斯研究所的科学家们通过动物实验证实，动物体内的生物钟基因中，在早晨的时间段发挥作用的基因对于整个生物钟的节律非常重要。这是科学家首次证实生物钟“早晨基因”的重要性。

在哺乳动物体内的16个生物钟基因大部分在一天中固定的时间发挥作用，其中有9个在早晨工作，“早晨基因”的“开关”若失灵，整个生物钟节律就会紊乱。 文章刊登在《自然•遗传学》。

3 研究显示男性也存在生育生物钟 

通常知道女性有生物钟，美国加州大学伯克利分校和劳伦斯－利弗莫尔国家实验所的科学家调查结果显示，原来男性也有生物钟，只是与女性不同而已。男性体内存在的“生育生物钟”会使他们的精子数量随年龄增长而减少，并失去自发直线运动的能力。从而增加他们不育或所生后代出现异常情况的风险。

4 肾上腺：人体第二生物钟 

过去人们普遍认为哺乳动物只有一个生物钟，即位于丘脑下部的“超交叉核子”。美国国家灵长类动物研究中心的研究人员发现了人体的第二个生物钟--肾上腺钟。

猕猴的肾上腺功能类似于人类。研究人员发现猕猴的肾上腺至少有322个基因在24小时内有规律地活动，其中包括6个对丘脑下部生物钟活动至关重要的基因。
研究人员推测肾上腺钟在一些重要时刻可能起到释放改变情绪激素的作用。譬如早晨醒来，人体肾上腺分泌的皮质醇水平最高，人的精力充沛；到了晚上，皮质醇水平最低，人就会出现睡意。“超交叉核子”可能是人体的主生物钟，肾上腺钟也有定时机制，肾上腺钟的发现可以帮助人们克服飞行时差综合征。

5 滴滴答答生命逝去 生物钟与衰老相关基因

有时候鱼尾纹、脱发和器官衰竭等生理现象不是由于自然的衰老造成的。Lerner 研究中心研究人员最近发现一种与生物钟相关的基因——BMAL1，在衰老过程中也发挥重要作用，提示人们衰老的进程可能完全受控于一种与人体内部生物钟有关的基因。文章刊登于2006年7月19日《Genes and Development》。

BMAL1是生物钟系统保持肌体和日升日落同步的分子之一，研究人员发现BMAL1基因缺陷小鼠活动节奏模式异于寻常，并且寿命比正常小鼠短得多。但是在此之前，还没有人对此进行正式的研究。“假如确实有联系，不久的将来我们就可以操纵我们的生物钟预防衰老现象。”

6 滴滴答答生命逝去 生物钟与衰老相关基因

美国华盛顿大学圣路易分校的研究人员在哺乳动物的脑细胞中发现了一个与控制生物钟相关的蛋白，这说明血管活性肠多肽（vasoactive intestinal polypeptide，VIP）能够使生物钟在行为与激素分泌等生理代谢上保持一致，达成平衡。这一研究成果公布在《PNAS》杂志上。

之前的研究认为神经传递物质GABA是调节生物钟的必须物质，但Erik Herzog博士等发现若阻断GABA，仍有VIP能够让生理时钟顺利运行。研究人员认为表示，VIP就像统领者，驱使细胞们同时校正其时间；而GABA的角色则类似于防止细胞过度活跃的统率。但以生理时钟而言，“激活其顺利运转的绝对是VIP。”

7 生物钟分子揭示出精神疾病根源

Rev-erb蛋白质是生物钟的一个重要组成部分，可以抑制bmal和clock基因。在一个正常的24 小时生理周期内，细胞中的Rev-erb蛋白质是被破坏的，因此bmal 和其它生理时钟的蛋白质得以表达。宾州大学医学院的研究人员发现，Rev-erb蛋白对躁郁症药物锂敏感。文章刊登于《Science》杂志。

GSK3酶控昼夜生理节律，阻挡小鼠和人类细胞中的受体Rev-erb受到破坏。研究人员发现锂抑制GSK3 的作用，使Rev-erb被破坏，而让bmal1等时钟基因得以活化。 (生物通记者杨遥)

8  新观点：癌症和生物钟之间的关系被确定

达特茅斯医学院研究人员发现，DNA损伤能重新设定细胞的生物钟--这意味着生物钟、细胞分裂周期和癌症倾向之间存在一定的联系。这项研究的结果公布在6月29日电子版Science杂志（Science Express）上。（生物通记者 杨遥）
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