瑞士巴塞爾大學(xué)腦衰老和**健康神經(jīng)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室的Anne Eckert教授團(tuán)隊(duì)的研究人員,在線粒體裂變(mitochondrial fission)缺陷人類(lèi)成纖維細(xì)胞和小鼠身上找到了線粒體網(wǎng)絡(luò)和生物鐘相互作用的線索。
中國(guó)古人借助計(jì)時(shí)工具,把十二個(gè)時(shí)辰融入日常生活,指導(dǎo)人們“科學(xué)養(yǎng)生”。有些競(jìng)技比賽也會(huì)根據(jù)“生物鐘”規(guī)律安排比賽時(shí)間。古人認(rèn)為心、肝、脾、胃、腎等人體重要器官都具有自己的工作時(shí)間。現(xiàn)代人則利用體外細(xì)胞模型和動(dòng)物模型也在尋找人體天然代謝密碼。
線粒體——幾乎所有細(xì)胞中都存在的小細(xì)胞器。它是細(xì)胞的能量供應(yīng)廠,在許多細(xì)胞過(guò)程中起重要作用。到目前為止,科學(xué)家們還不清楚,24小時(shí)晝夜節(jié)律究竟如何調(diào)節(jié)人體代謝,于是,他們決定從線粒體入手。
瑞士巴塞爾大學(xué)腦衰老和**健康神經(jīng)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室的Anne Eckert教授團(tuán)隊(duì)的研究人員,在線粒體裂變(mitochondrial fission)缺陷小鼠身上找到了線粒體網(wǎng)絡(luò)和生物鐘相互作用的線索。
裂變蛋白設(shè)定了線粒體節(jié)奏
大多數(shù)細(xì)胞內(nèi)的線粒體都連接在一個(gè)不斷變化的網(wǎng)絡(luò)之中,以適應(yīng)各種環(huán)境變換。線粒體之間可以融合也可以分開(kāi),干擾裂變-融合動(dòng)態(tài)平衡,可能會(huì)導(dǎo)致健康問(wèn)題。
科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),線粒體裂變-融合周期與一種名為DRP1的裂變蛋白息息相關(guān),而DRP1則與內(nèi)部生物鐘同步,節(jié)律調(diào)節(jié)決定了線粒體在什么時(shí)候產(chǎn)能,產(chǎn)多少能。
“在一天之中不同時(shí)間段線粒體網(wǎng)絡(luò)具有不同定制模式,相應(yīng)地,這些小細(xì)胞器就會(huì)影響細(xì)胞的能量分配,”這篇《Cell Metabolism》文章的通訊作者Anne Eckert教授解釋道。
生物鐘與能量生產(chǎn)
研究人員還發(fā)現(xiàn),如果生物鐘受損,線粒體網(wǎng)絡(luò)就會(huì)失去節(jié)奏,導(dǎo)致細(xì)胞整體產(chǎn)能下降。類(lèi)似地,用藥物或遺傳手段損害DRP1裂變蛋白也會(huì)擾亂產(chǎn)能節(jié)奏,反過(guò)來(lái)影響生物鐘的節(jié)奏。
這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)不僅是機(jī)體代謝與生物鐘之間存在聯(lián)系的又一例證,并且將為許多生物鐘受損和線粒體功能受損疾病的新療法開(kāi)發(fā)提供一絲線索。
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