科学家发现了每天启动生物钟的基因

人体内发生的几乎所有过程都受生物钟的影响，包括睡眠-觉醒周期的变化。

美国索尔克研究所的科学家发现了一个负责每日生物钟启动的基因。这一发现以及对该基因功能的解析将有助于解释失眠、衰老以及癌症、糖尿病等慢性疾病的遗传机制，并有助于研发治疗这些疾病的新型有效药物。

“我们的身体就像一个个时钟，”该项目负责人萨奇达南达·潘达（Satchidananda Panda）说道。“我们基本上知道是什么机制指示我们的身体在夜间停止运作，但却不知道是什么让我们在早晨醒来。既然我们已经找到了这个原因，我们就可以研究我们的生物钟是如何随着年龄增长和慢性疾病的发生而逐渐衰退的。”

在《科学》杂志上发表的一项研究中，科学家描述了由 KDM5A 基因编码的 JARID1a 蛋白质如何作为我们身体昼夜节律的开关。

该基因的发现填补了控制每日睡眠-觉醒周期的分子机制中缺失的一环。科学家们已知，生物钟的核心作用是由PERIOD（PER）蛋白发挥的，该蛋白在每个细胞中的含量每24小时都会增加和减少。PER蛋白水平升高的主要原因是基因CLOCK和BMAL1。PER蛋白在一天结束时达到最高水平，它会抑制基因CLOCK和BMAL1的活性，从而降低自身的水平。

PER蛋白水平降低会导致血压下降、心率减慢以及思维过程减慢。然而，迄今为止，CLOCK和BMAL1蛋白如何克服人体在夜间早晨思维减慢的确切原因仍不清楚。

科学家们证实，他们发现的蛋白质 JARID1a 每天早晨都会重新激活 CLOCK 和 BMAL1 蛋白质。研究人员使用缺乏 JARID1a 编码基因的转基因小鼠进行了一项实验，证实了这一点。结果，PER 蛋白的水平没有恢复到初始水平。这些动物失去了时间观念，不知道何时睡觉，何时醒来。当给这些动物服用模拟 JARID1a 作用的药物后，昼夜节律开始发挥作用。

“现在我们知道了是什么激活了我们的昼夜节律，我们在研究昼夜节律紊乱以及开发治疗失眠、糖尿病和代谢综合征的新药方面有了新的方向，”潘达总结道。

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