時鐘、代謝、進化 - 邁向整合的生物節律學

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本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點


生物節律研究學會半年一次的會議上週舉行。不幸的是,我未能參加,所以必須再等兩年才有下一次機會。

我不確定這是怎麼回事,但在這次活動之前,晝夜節律領域出現了一連串的新論文。其中一些論文已經受到了新舊媒體的廣泛關注,這是理所當然的,但我決定不逐一報道它們,因為每個論文的禁令都解除了。

相反,我將非常簡要地描述和解釋每篇論文的主要要點,連結到那些想要了解更多細節的人的最佳報道(“報道你最擅長的,連結到其餘的。”),然後嘗試對該領域的當前狀態進行更全面的“大局”總結。


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對於報道和連結到一些未在開放獲取期刊上發表的論文,我提前道歉。我沒有像其他一些博主那樣嚴格遵守這項政策(“如果我的讀者無法訪問,他們就無法核實我的事實”),並且偶爾會報道非開放獲取論文。即使我的大多數讀者無法訪問它們,我收集到極少數人可以訪問,如果我犯了錯誤,可以在評論中提醒其他讀者。說到開放獲取,我不是一個會簽署很多線上請願書的人,但是這份請願書值得簽署,如果您尚未簽署,請簽署。

那麼,讓我們看看最近生物節律學領域有什麼新的和令人興奮的進展...

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大腦

文章: Ben Collins, Elizabeth A. Kane, David C. Reeves, Myles H. Akabas, Justin Blau, 果蠅LNvs和穀氨酸能背側時鐘神經元之間的活動平衡促進了穩健的晝夜節律, Neuron, 第 74 卷,第 4 期,706-718 頁,2012 年 5 月 24 日

內容概要: 每日節律的穩健性及其對環境的靈活、適應性反應,需要大腦中一組時鐘細胞和大腦中另一組非時鐘細胞之間的反饋迴路,以果蠅為例。

新發現: 兩個或多個大腦中心(或組織,或器官)之間的反饋迴路對於某些晝夜節律的存在,或對於節律的穩健性和對環境的微調反應是必要的,這在脊椎動物中,特別是鳥類和蜥蜴中,以及在某種程度上在哺乳動物中進行了大量研究。在果蠅中也發現了這種反饋迴路。本文詳細研究了這種反饋迴路,包括在迴路的一半中使用穀氨酸作為神經遞質。由於果蠅仍然是實驗室生物體,具有最發達的精確基因操作技術,這是一個重要的進步。

要點資訊: 核心時鐘基因如何在 24 小時內在細胞內相互開啟和關閉只是一個開始,只是故事的一小部分。為了正常工作,為了適應環境,並對環境線索做出良好反應,晝夜節律需要在更高層次上組織,在時鐘細胞之間以及時鐘組織和非時鐘組織之間進行微調的溝通。

更多思考: 這是一次技術上的壯舉。今天的果蠅遺傳學技術非常強大,這篇論文似乎使用了所有這些技術:在精確靶向的大腦細胞中插入、刪除、下調和上調選擇的基因。正如每位行為生物學家所知,一旦引入實驗,動物就會做任何它們想做的事情。本文中測量的行為是一個簡單的避光測試 - 果蠅幼蟲(以及在最後一個實驗中,還有成蟲)被放置在培養皿中,培養皿一半在光照下,一半在黑暗中,並監測幼蟲的運動和位置。考慮到這種行為資料往往有多麼混亂,本文中的結果令人印象深刻。

摘要/概要、引言和(太短的)討論非常清晰、直接且易於閱讀和理解。它們也坦誠地直接說明了它們的主要要點資訊。然而,中間的許多頁顯然是為果蠅時鐘遺傳學家準備的,他們可以真正地涉獵幾乎無休止的首字母縮略詞,希望能複製或跟進這項研究。時鐘是我的領域,但我不是遺傳學家或果蠅學家,因此本文中大部分的材料和方法以及結果部分都超出了我的理解範圍。令人惱火的是,一些最重要的東西隱藏在補充材料中,包括這個關於整個事物如何運作的模型(這個影像不應該放在最前面,放在整個事物的頂部嗎?)

注意: 如果我繼續從事研究,我會做類似的事情,不一定是在果蠅中,但肯定會研究神經網路、反饋迴路和晝夜節律系統更高層次的組織,在生態和進化背景下。這可能會使我傾向於像我現在這樣喜歡這篇論文。

其他地方的良好報道: 我找不到任何報道。只有在 FuturityScienceDaily 上釋出了(而且不太好)的新聞稿。

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進化

文章: Rachel S. Edgar 等人, 過氧化物酶是晝夜節律的保守標記物, Nature, 線上釋出於 2012 年 5 月 16 日,doi:10.1038/nature11088

內容概要: 一種幾乎在所有生物體中都發現的蛋白質(過氧化物酶)具有兩種狀態/構象,它們以大約 24 小時為週期迴圈。核心晝夜節律時鐘基因的存在和正常功能對於這種蛋白質的迴圈不是必需的。一種不生活在地表的古菌物種沒有時鐘,也沒有這種蛋白質。

新發現: 去年發表了在人類紅細胞和原生生物(O.tauri)中的這一發現。本文增加了大量其他生物體的類似資料:藍藻、古菌、真菌、植物、昆蟲和脊椎動物。

要點資訊: 實際上有兩個要點資訊,一個生理學的,一個進化論的。首先,這表明晝夜節律時鐘是整個細胞(或多細胞生物體中的細胞組合)的特性,而不僅僅是核心時鐘基因的轉錄/翻譯環路。

其次,所討論的蛋白質,即過氧化物酶,可能類似於“支架”,它允許細胞在基因來來去去、突變和改變以及複製的同時保持迴圈,同時透過自然選擇進行微調。經過數十億年,這可能導致主要的生物體群(例如,動物 vs. 植物 vs. 真菌 vs. 細菌,vs. 幾種不同的原生生物群)具有完全不同的晝夜節律基因,但它們都使用相同的“邏輯”(轉錄/翻譯反饋迴路)。

人們認為過氧化物酶和晝夜節律時鐘都起源於早期海洋表面的紫外線輻射的防禦(Pittendrigh, C.S., 1967. 晝夜節律、空間研究和載人航天飛行。見:生命科學和空間研究 5:122-134。North-Holland, Amsterdam.),或防禦其他型別的損害,包括來自氧化的損害,因此它們在地球歷史上共同起源和共同進化一次,也許在 250 萬年前光合細菌將大量分子氧引入地球大氣層時,這是有道理的。它們在從未生活在海洋或陸地表面附近的生物體(例如,許多古菌)中都缺失也是有道理的。

必讀文章: 當關於紅細胞和原生生物的兩篇論文去年發表時,我寫了一篇非常全面的文章,將這個研究方向置於歷史、哲學、方法論甚至媒體背景中。除了在幾個新物種中得到額外的證實之外,這篇文章中沒有太多內容會因這篇新論文的發表而改變。所以只需再次閱讀它即可。

更多思考: 過氧化物酶在各種不同的細胞中以大約 24 小時的週期迴圈。這幾乎可以根據定義將它們定義為晝夜節律時鐘。去年的論文還表明,過氧化物酶時鐘在其相位上優於核心晝夜節律基因驅動的時鐘。但仍有一些東西需要發現,而且很重要:過氧化物酶時鐘能否驅動任何其他節律?為了使其作為生物起搏器發揮作用,它不僅需要自身迴圈,還需要驅動細胞(以及整個生物體)中其他事件的定時。我假設這個研究小組接下來會研究這個問題。

哺乳動物有六個過氧化物酶基因。在一項實驗(Zhang 等人,Cell,2009)中,人類細胞系被設計成每種培養物都有一個不同的過氧化物酶基因被敲除。所有敲除都沒有對核心時鐘基因 Bmal1 的正常晝夜節律表達產生任何影響。當然,擁有六個基因表明功能冗餘。需要同時敲除所有六個基因才能看到對細胞中其他節律的影響,但問題是所有過氧化物酶都被敲除的細胞能否存活。應該有人嘗試一下。

此外,該實驗是在哺乳動物細胞中進行的。哺乳動物可能是研究這個問題的最差模型系統。脊椎動物經歷了多次基因(和基因組)複製事件,而哺乳動物至少又經歷了一次。如果你觀察哺乳動物,每個時鐘基因都以倍數形式存在(例如,Per1、Per2、Per3)。可憐的過氧化物酶在這樣一個由基因大規模決定的系統中可能無法發揮太大作用。

基因複製允許進化實驗。只要基因的一個複製繼續工作,其他的複製就可以自由突變。一些突變會被選擇淘汰(例如,如果它們搞亂了時鐘功能),而另一些突變會被選擇保留(例如,如果它們微調了晝夜節律功能,使其更靈活和適應性更強,或者開始執行一些其他有價值的功能)。這意味著以前屬於更高層次組織或表型可塑性領域的職能現在受基因控制。這個過程被稱為遺傳同化(有時也稱為鮑德溫效應,儘管該術語通常保留用於學習行為的遺傳同化)。因此,哺乳動物的時鐘很可能被基因過度決定,這使其在研究過氧化物酶作為晝夜節律進化的支架方面毫無用處。

如果我正在進行這項研究,我至少在未來五到十年內會遠離這些脊椎動物怪胎,並將我的時間、資金和精力集中在細菌、古菌、原生生物、真菌,也許還有一些植物的研究上 - 基因組越小越好。

其他地方的良好報道: Ed Yong, Megan ScudellariEwen Callaway 的精彩報道。 Debora MacKenzie 也報道了此事。

補充閱讀:時鐘從何而來?時鐘進化

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文章: Faure, S., Turner, A.S., Gruszka, D., Christodoulou, V., Davis, S.J., von Korff, M. & Laurie, D.A. 晝夜節律時鐘基因早期成熟 8 突變使馴化大麥 (Hordeum vulgare) 適應短生長季, 美國國家科學院院刊, DOI: 10.1073/pnas.1120496109

內容概要: 在來自北歐的大麥品種中,一種負責開花的基因突變反饋到晝夜節律時鐘基因,大大降低了基因迴圈的幅度,有效地關閉了時鐘。在沒有適當的時鐘功能的情況下,大麥不使用時鐘來測量季節性日照長度變化(光週期現象),而是以其發育允許的最快速度成熟。這使得大麥能夠在季節早期成熟和開花,並在北方夏季漫長的白天進行光合作用。

新發現: 又一種生物體的某些時鐘功能暫時或永久消除。好訊息:與其他往往是研究不足的極端環境居民的此類生物體不同,大麥是一種馴化植物,經過充分研究,易於在實驗室中使用。

要點資訊: 人們必須謹慎解釋此類研究 - 僅僅因為生物體沒有表現出一些經過充分研究的生理和行為節律,並且沒有表現出核心時鐘基因表達的迴圈,並不意味著所有晝夜節律功能都消失了。細胞集合,或組織之間的反饋迴路,或細胞質因子(如過氧化物酶)可能仍在生物體中工作,只是使用研究中使用的技術無法檢測到這一點。

其他地方的良好報道: 據我所知,我是唯一報道這篇論文的人

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繁殖

文章: Summa KC, Vitaterna MH, Turek FW (2012) 晝夜節律鐘的環境擾動破壞小鼠的妊娠PLoS ONE 7(5): e37668。doi:10.1371/journal.pone.0037668 (開放獲取)

內容概要: 在 24 小時週期中飼養的雌性小鼠很容易懷孕並保持妊娠。在輪班制(每隔幾天將 24 小時週期提前或延遲 6 小時)中飼養的雌性小鼠則不然。差異驚人!

新發現: 幾十年來,人們一直在研究晝夜節律和生殖週期在許多不同生物體中的相互作用。去年,一項針對已經懷孕的小鼠進行輪班制的研究並未導致妊娠自然流產。這項研究表明,輪班制首先阻止了妊娠的開始,可能是透過干擾卵子在子宮中的著床。

要點資訊: 另一個例子說明了時鐘不僅是下游事件的定時器,而且更直接地參與其中。雖然這項研究是在齧齒動物身上進行的,但它與輪班制人類的流行病學資料非常吻合。隨著明暗週期的改變,大腦時鐘會在幾天內非常快速地重置自身。但是所有其他器官中的外周時鐘會重置得更慢,每個器官都有自己的速率。這包括卵巢、子宮等,它們可能在一天中的大腦傳送相關訊號時,尚未準備好進行卵子著床。本質上,時鐘的內部不同步阻止了系統的所有部分同步工作 - 這是時差的主要負面影響,它不僅適用於消化,也適用於其他功能。

更多思考: 論文和媒體報道都清晰、直接且易於閱讀。但是,如果想透過構建形式/概念或數學模型來解釋這些資料,這很容易變得令人難以置信地複雜:人們必須考慮到重複不同步的振盪器之間的多個反饋迴路,以及光週期現象的潛在影響。

其他地方的良好報道: Sarah Fecht 做得很好。大多數其他媒體只是重複了新聞稿。哦,這甚至被 《每日郵報》 報道了 ;-)

另請參閱: 催產素和分娩。或者不是。

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癌症

文章: Johnni Hansen, Christina F Lassen, 丹麥軍隊婦女夜班工作與乳腺癌風險的巢式病例對照研究Occup Environ Med doi:10.1136/oemed-2011-100240

內容概要: 一項針對丹麥女兵的大規模研究發現,那些必須上夜班的女兵乳腺癌發病率較高。夜班工作時間越長,發病率越高。此外,早起者更容易受到夜班工作的這種負面影響。

新發現: 早期的研究大多在美國的護士中進行。這提供了更大的資料集,其中女性在一個不同的國家的不同職業中被長期跟蹤。軍事環境還控制了生活的許多其他方面(食物、醫療保健質量、身體健康等),這些方面往往比普通人群更統一。

要點資訊: 長期夜班工作,尤其是如果您是早起鳥,可能對您的健康不利。

更多思考: 各種身體時鐘之間的內部不同步,尤其是長期不同步,必然會產生負面後果。偶爾旅行時遭受時差反應是可以的。但是每天都遭受時差反應多年會嚴重損害各種身體功能(見上文的繁殖)。

其他地方的良好報道: Steven Reinberg

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代謝

文章: Yuta Fuse, Akiko Hirao, Hiroaki Kuroda, Makiko Otsuka, Yu Tahara 和 Shigenobu Shibata, 關於高脂飲食誘導的小鼠肥胖和脂質代謝,僅早餐(每天一餐)和早餐大晚餐小(每天兩餐)的不同作用Journal of Circadian Rhythms 2012, 10:4 doi:10.1186/1740-3391-10-4 (開放獲取)

內容概要: 三組小鼠餵食高脂飲食,每組每天獲得完全相同的食物量(並且每天都吃完)。一組可以隨時自由獲取食物(並且一直都在吃)。第二組在有限的時間內獲得食物:豐盛的早餐和少量晚餐。第三組被給予所有食物,以便一次性吃掉一大份早餐。只吃一大份早餐的小組變得肥胖,患有其他代謝問題,並且晝夜節律基因的表達受到破壞。

新發現: 另一篇有趣的論文表明,用餐時間決定了身體如何處理食物。

要點資訊: 每天吃一頓大餐對您的健康不利 - 將其分散開來。

更多思考: 這篇論文很有趣,因為資料表明與該研究方向中的大多數其他論文不同(參見下面的兩篇論文)。

其他地方的良好報道: 我找不到任何報道。

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文章: Megumi Hatori, Christopher Vollmers, Amir Zarrinpar, Luciano DiTacchio, Eric A. Bushong, Shubhroz Gill, Mathias Leblanc, Amandine Chaix, Matthew Joens, James A.J. Fitzpatrick, Mark H. Ellisman, Satchidananda Panda, 限制進食時間而不減少熱量攝入可以預防餵食高脂飲食的小鼠的代謝疾病Cell Metabolism, 2012 年 5 月 17 日 doi:10.1016/j.cmet.2012.04.019

內容概要: 各組小鼠餵食正常或高脂飲食,要麼可以連續自由獲取食物,要麼進食時間限制在夜間 8 小時內(記住小鼠是夜間活動的 - 這是它們的活躍期,即它們的“白天”)。結果似乎與上面的論文(Fuse 等人)相反 - 是無限量進食的小鼠變得肥胖並出現代謝問題,以及晝夜節律基因表達的幅度降低。

新發現: 嗯,這兩篇論文中哪一篇比另一篇“更正確”?魔鬼在細節中,所以我們必須在那裡尋找。

這兩篇論文之間有兩個明顯的區別。Hatori 論文給出了正常每日食物攝入量的全部量,而 Fuse 論文每天只給小鼠正常食物量的 80% - 這本身就是熱量限制。這可以解釋為什麼 Hatori 論文中自由進食的小鼠變得肥胖並出現問題,而 Fuse 論文中的小鼠沒有。

其次,限時進食組的用餐時間存在差異。“限時進食”和“限時進食”是有區別的!Hatori 論文將進食時間限制在從熄燈後一小時開始到亮燈前三小時結束的 8 小時內。Fuse 小組在熄燈時提供早餐(論文沒有說明持續多長時間 - 據推測,在減少飲食的情況下,飢餓的小鼠只是非常快地吃完了所有食物),並在亮燈時提供較小的“晚餐”。這些是非常不同的時間表!

在許多方面,Fuse 論文的兩餐時間表與 Hatori 論文的限時時間表相似。請注意,這兩個時間表在肥胖和代謝方面做得最好。自由進食(尤其是在 Hatori 論文中採用全量飲食)和極度限制進食(Fuse 論文中短暫但豐盛的早餐)都會導致不良的代謝影響。人們或許可以得出結論,極端情況是不好的 - 一頓大餐和持續放牧都不好,但是將進食分散到兩頓或更多頓小餐中會做得更好。

要點資訊: 永遠的“需要更多研究”......在那之前,明智的做法是在正常時間用餐,每天不止一次,期間不要放牧,也不要吃夜宵...

更多思考: Hatori 論文...令人歎為觀止!已經做了很多工作。當我在閱讀所有內容時,我的想法是論文中間的十頁可以完全刪掉,結果仍然完全相同 - 只是稱一下小鼠的體重!從基因表達模式到標準代謝測試再到組織學,都以各種方式進行了測量。所有這些工作都加強了肥胖和代謝問題是相關的概念,因此這項工作絕對不是徒勞的,而且非常令人印象深刻。它肯定為晝夜節律時鐘不僅是一個計時器,而且密切參與代謝調節的觀點增加了很多資訊。

其他地方的良好報道: Peter Janiszewski, Ph.D.Garth Sundem。另請參閱 Michael Coston。主流媒體有很多報道,大多還可以,有些很糟糕...

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文章: Till Roenneberg, Karla V. Allebrandt, Martha Merrow, Céline Vetter, 社會時差和肥胖Current Biology, 第 22 卷,第 10 期,939-943 頁,2012 年 5 月 10 日。doi: 10.1016/j.cub.2012.03.038

內容概要: 對來自不同年齡段、不同緯度和經度的眾多歐洲人進行了晝夜節律、睡眠和健康引數的評估。事實證明,大多數人患有“社會時差” - 這是自然身體節律與社會和文化強加的起床、上學、工作和就寢時間表之間持續不匹配而導致的各種身體時鐘之間的內部不同步。在學校/工作週期間,人們嚴重睡眠不足。然後他們會彌補它,在週末“償還睡眠債”。一個人在工作/上學夜晚的睡眠量與週末的睡眠量之間的差異在青少年中尤其驚人,青少年的內部時鐘自然會延遲相位,因此與社會強迫他們做的事情最不協調

最引人注目的結果之一是,工作日/週末差異最大、社會時差最嚴重的人也最容易吸菸、飲酒、肥胖和其他健康問題。天生瘦的人 (B) 如果睡眠不足不會變得肥胖,但那些容易肥胖的人如果也因社會時差而睡眠不足,就會變得肥胖

新發現: 這一點點滴滴的情況已經存在一段時間了。但是,從來沒有人對如此眾多的人進行如此大量的研究,控制如此多的因素,並測量如此多的引數和如此多的結果。這絕對是該領域年度巡迴演出的論文,並且與主要作者的新書相匹配 - 內部時間:時間型、社會時差以及你為何如此疲倦 - 我目前正在閱讀這本書。

要點資訊: 社會強加的學校和工作時間表正在擾亂我們的健康。需要政治意願來改變思維方式,改變文化,並改變我們在社會中使用時間的方式。

更多思考: 這篇論文與上面描述的幾篇論文很好地結合在一起 - 生活在與自然環境的明暗週期不同步的生活中(不,人工室內光線無法與之匹敵)會產生嚴重的健康後果,導致代謝、生理、生殖和心理問題,這些問題對地球上數十億人產生負面影響,並使社會損失數十億美元的生產力損失、不必要的醫療保健以及青少年學生教育潛力的喪失。觀看影片

注意: 再次強調,令人惱火的是,大多數有趣的東西都在補充材料中。

其他地方的良好報道: Maria Popova, Jamie Condliffe, Robert T. Gonzalez, Allison Aubrey, Kate Southam 和許多其他人。

補充閱讀:學校應該在早上什麼時候開始?您一直想知道但又不敢問的關於睡眠的一切太陽時是真實的時間

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總結

基因在很大程度上對自然(和性)選擇是不可見的。

進化可以作用的是表型 - 解剖學、生理學和行為特徵的複合體,它們在生物體的發育和生命週期中發生變化。基因是被間接選擇的,因為它們有助於表型。雖然在不同的生物體和不同的情況下,選擇可能在許多不同的水平上起作用 - 基因、胚胎、細胞、器官、生物體、群體、物種 - 但通常最重要的選擇單位是單個生物體。

基因如何影響表型受到許多因素的影響 - 多種剪接方式、多種翻譯後修飾方式、存在哪些其他基因、它在發育過程中何時何地表達、細胞、組織和器官之間的相互作用,以及生物體與其環境之間的相互作用。由於基因、染色體和基因組有時會被複制,這為以前由更高層次的相互作用產生的性狀透過遺傳同化過程整合到遺傳指令中提供了更多機會。

生命的基本單位是細胞。單細胞生物體必須協調其所有內部過程,以便對環境表現出適應性反應,從而生存和繁殖。在多細胞生物體中,每種細胞型別都必須表現得當,與其他細胞正確溝通,並協調其活動與身體中的所有其他細胞,以便生物體對環境表現出適應性反應,從而生存和繁殖。

完成所有或幾乎所有工作的分子是蛋白質。它們構建結構,催化反應,分解食物,儲存和利用能量,控制細胞之間的通訊,調節基因的表達等等。

但蛋白質很難研究!核酸容易得多 - 它們穩定、惰性,3D 構象無關緊要,並且已經開發出實驗室技術來發現、測序和研究 DNA 和 RNA 片段,如今,中學生或 DIY 科學專案都可以做到這一點。當你有錘子時,一切都是釘子。當你有遺傳工具時,你的研究生會被指示使用它們。然後有時他們會忘記他們最初為什麼要這樣做...

我們研究核酸是因為它們是蛋白質的標記或代表。我們定位基因,並希望轉錄、剪接和翻譯過程不會過多地混淆產生的蛋白質是什麼以及它們做什麼。這意味著研究基因 - 它們的序列和表達模式 - 是研究生物現象的合理第一步,因為它為我們提供了研究蛋白質、細胞和進化相關的更高階現象所需的工具和資訊。

在四大領域 - 解剖學、生物化學、生理學、行為學中 - 行為特徵與底層基因相去甚遠。真正很難找到直接參與行為的基因。用於行為的基因的大規模篩選通常會發現激酶、神經遞質受體、神經元發育因子和神經系統其他廣義組分的基因。

晝夜節律時鐘是一個例外。雖然有人可能會爭辯說,時鐘實際上不是一種行為,而是一種調節許多其他行為的生理機制,但它仍然是我們發現底層遺傳學時最接近行為特徵的東西。該領域的大多數人一致認為,所有參與時鐘功能的主要基因都已被發現(主要在 1990 年代),並且搜尋更多基因是沒有成效的。

的確,上週 SRBR 會議的摘要集仍然包含一些學生的海報和閃電報告,內容涉及詳細的遺傳學研究(嗯,學生需要學習這些技術,對吧?),但該領域的大佬們大多已經轉向——轉向整個細胞的特性、神經網路、多時鐘系統的特性以及與環境的相互作用。從某種意義上說,在經歷了 1990 年代的彎路之後,當時所有的焦點和精力都集中在基因發現(“開啟黑匣子”)上,時間生物學領域正在迴歸其根基——一個歷史上具有驚人比較性和綜合性的生物學分支學科。

長期以來,我們一直認為晝夜節律時鐘只是簡單的計時器——一種決定其他下游功能何時發生的東西。但過去幾十年的證據積累表明,時鐘更密切地參與了其中一些功能,而不僅僅是計時。

十年前,當我離開這個領域時,時鐘與代謝之間的相互作用才剛剛開始被探索。我們瞭解到,果蠅時鐘基因 timeless 與可卡因成癮有關。我們瞭解到,改變晝夜節律週期的時鐘基因突變也會改變計時的其他方面,從果蠅求偶歌曲的頻率,到線蟲的發育時序,到光週期反應,再到生殖週期。

如今,晝夜節律時鐘參與代謝的許多方面可能是該領域最令人興奮和研究最多的領域。而我今天強調的所有論文都證明了這一點。焦點從基因識別轉移到蛋白質、細胞、神經網路、多振盪系統以及與環境的相互作用,使得該領域一如既往地令人興奮,並走在生物學其他仍過度關注 DNA 的領域的前沿。這些發現不僅對我們更好地理解生命具有顯而易見的和明顯的意義,而且對理解生物體對不斷變化的氣候的適應性,以及對理解對人類健康的後果也具有顯而易見的和明顯的意義。

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