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为探究未折叠蛋白反应（UPR）对凡纳滨对虾生物钟基因的影响及其在免疫和代谢系统中的意义，研究人员开展相关研究。结果发现 UPR 激活影响生物钟基因表达，相关通路起关键作用，还影响代谢和免疫基因。该研究为理解环境应激、生物钟与健康关系奠定基础。
地球上的生物为适应环境变化，逐渐形成了各种奇妙的机制。其中，昼夜节律（circadian rhythm）就像生物体内的一座 “隐形时钟”，调控着众多生理过程，从免疫反应到新陈代谢，无所不包。在细胞内部，当面对环境变化带来的压力时，细胞也有自己的应对策略，未折叠蛋白反应（unfolded protein response，UPR）就是其中之一。然而，目前关于昼夜节律和 UPR 之间的关系，科学界了解得还十分有限。
为了深入探究这一神秘的领域，来自中国的研究人员踏上了探索之旅。他们聚焦于凡纳滨对虾（Litopenaeus vannamei），试图揭开 UPR 对其昼夜节律基因的影响，以及这种影响在免疫和代谢系统中所扮演的角色。这项研究意义重大，它有助于人们进一步理解环境应激、昼夜节律和生物健康之间的复杂关系，为水产养殖等领域提供重要的理论依据。该研究成果发表在《Developmental 》。
研究人员主要运用了以下关键技术方法：首先，通过实时定量逆转录聚合酶链反应（real-time RT-PCR）来检测基因表达情况；其次，利用转录组分析技术，深入探究基因表达变化对代谢和免疫相关基因的影响。研究使用的凡纳滨对虾样本取自中国广东省广州市海鸥岛的虾类养殖设施，在实验前进行了为期一周的适应性养殖。
生物钟基因在凡纳滨对虾组织中的分布
研究人员为了解昼夜节律基因在凡纳滨对虾不同组织中的表达模式，采集了肌肉、肝胰腺、鳃、肠、神经、眼柄、表皮、胃和幽门盲囊等组织样本，运用实时 RT-PCR 技术进行分析。结果发现，LvCry1 在所有组织中均有表达，在眼柄中表达量最高，在肝胰腺和表皮中表达量最低；LvTimeless 在多个组织中表达，在肝胰腺和神经中表达较高。这表明不同的生物钟基因在凡纳滨对虾的各个组织中有着不同的 “活跃程度”。
UPR 对凡纳滨对虾生物钟基因表达的影响
研究人员通过注射衣霉素（Tunicamycin，TM）激活凡纳滨对虾的 UPR，进而观察生物钟基因表达的变化。结果显示，LvCry1 的表达峰值时间提前，LvPeriod 和 LvTimeless 的峰值相位左移，而 LvVrille 的表达出现昼夜紊乱，表达水平下降，振幅明显低于对照组。这一系列变化表明，UPR 的激活对凡纳滨对虾的生物钟基因表达有着显著的影响。
UPR 影响生物钟基因表达的关键通路
研究进一步深入探索发现，UPR 系统中的 PERK-eIF2α 通路在其对昼夜节律基因表达的影响中可能起着至关重要的作用。这意味着，这条通路或许是解开 UPR 与昼夜节律基因关系谜题的关键 “钥匙”。
LvTimeless 基因表达变化对代谢和免疫相关基因的影响
研究人员敲低受 UPR 显著影响的 LvTimeless 基因的表达，并结合转录组分析，发现昼夜节律对一些代谢和免疫相关基因有显著影响。这一结果揭示了生物钟基因与代谢、免疫之间存在着千丝万缕的联系。
研究结论表明，UPR 能够影响凡纳滨对虾的生物钟基因表达，其中 PERK-eIF2α 通路发挥了关键作用。并且，生物钟基因的变化会进一步影响代谢和免疫相关基因。这一研究成果为人们理解环境应激、昼夜节律和凡纳滨对虾健康之间的关系提供了重要的线索，也为后续深入研究奠定了坚实的基础。它不仅有助于水产养殖行业更好地掌握凡纳滨对虾的生长规律和健康状况，还为相关领域的研究开拓了新的思路，未来有望在更多生物中展开类似研究，探索更广泛的生物钟与细胞应激反应之间的奥秘。
