17年生物诺奖得主Rosbash的Scientific Reports论文

Posted 2021-05-02 Nature自然科研

生命体内蕴藏着众多令人着迷的奥秘，生物钟就是其中之一。今年的诺贝尔生理学与医学奖颁给了三位研究生物钟的遗传学家，其中诺奖获得者Michael Rosbash在2017年1月30日在《科学报告》上发表了关于生物钟分子机制的文章Fluorescence circadian imaging reveals a PDF-dependent transcriptional regulation of the Drosophila molecular clock。

nobelprize.org

生物的昼夜节律运动行为由发生器信号通路所控制，发生器信号通路由一系列包含生物钟的神经元组成。这些分子生物钟与操控昼夜节律发生器通路的重要网络通讯之间到底存在怎样的关联机制尚不为人所知。为了一探究竟，今年的诺贝尔奖在果蝇身上建立了一种新型荧光昼夜节律监控机制，能在脑外植体与体外培养神经元中记录单细胞的转录和转录后节律。

通过实时成像实验和药理学与基因操作相结合，他们发现一种名为色素分散因子（PDF）的神经肽能够增强分子节律。发生器神经元中会进行一种含E-box生物钟启动因子的转录，在一天中不同时刻与活动的影响下，色素分散因子能够对这种转录起上调节作用。

色素分散因子信号和分子生物钟之间的相互作用示意图。

Sabado et al.

此外，他们还发现，色素分散因子对生物钟基因转录的作用，和已知的对PER/TIM稳定性的增强作用，是通过色素分散因子受体下游的两条独立通路分别进行的。前者通过一种不依赖环腺苷酸（cAMP）的机制，而后者的机制则依赖环腺苷酸-蛋白激酶A（cAMP-PKA）。

这些结果证实并扩展了人们对色素分散因子在控制发生器神经元同步性上的认识，不仅如此，作者还指出，他们所利用的实时成像实验也为研究昼夜节律发生器通路中的重要分子-神经相互作用提供了新工具。ⓝ

srep|doi:10.1038/srep41560

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Fluorescence circadian imaging reveals a PDF-dependent transcriptional regulation of the Drosophila molecular clock

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