关键的基因活动跟随每日的生物钟

一切都有一个季节。这句话适用于许多人类的努力，但是新的研究表明，在分子水平上甚至是正确的。Salk Institute于2018年2月8日发表在《科学》杂志上的一项研究发现，在许多组织类型和大脑区域中，近80%的基因活性遵循昼夜节律。

尽管科学家们早就知道许多组织会遵循这些周期，称为昼夜节律，但这是将计时与基因转录(将DNA复制到RNA以指导蛋白质组装的过程)联系起来的最全面的研究。

“这是首次建立每日基因表达参考图谱，” Salk监管生物学实验室教授，该论文的高级作者Satchidananda Panda说。“这是一个了解昼夜节律紊乱如何导致大脑和身体疾病的框架，例如抑郁症，克罗恩病，IBD，心脏病或癌症。这将对了解至少150种疾病的机理或优化治疗方法产生巨大影响。”

研究小组使用RNA测序技术，每2小时追踪24小时中数十种不同的非人类灵长类动物组织中的基因表达。研究小组发现，每个组织都包含根据一天中不同时间表达的基因。但是，这些“节律性”基因的数量因组织类型而异，从松果体，肠系膜淋巴结，骨髓和其他组织中的约200个，到前额叶皮层，甲状腺，臀肌等中的3,000多个。另外，最常表达的基因倾向于表现出更多的节奏性，或随时间变化。

在灵长类动物基因组中的25,000个基因中，近11,000个基因在所有组织中表达。在那些(主要控制常规细胞功能，如DNA修复和能量代谢)中，至少有一种组织有96.6%的节律性特别强，采样时的差异很大。

在大多数组织中，基因转录在清晨和下午晚些时候达到峰值，并在晚餐后的晚上，就寝时间安静下来。有81.7%的蛋白质编码基因具有节律作用，这种计时机制比以前怀疑的广泛得多。

这些发现提供了新的见解，可能会影响科学研究的验证方式。例如，试图复制以前的工作的科学家可能会更加注意何时进行特定的测定。”该论文的共同资深作者，萨克尔研究所(Salk Institute)的客座科学家霍华德·库珀(Howard Cooper)说。除了提供新的研究方法信息外，这种分子定时机制还可能影响药物有效性。将来，药剂师可能会为患者提供有关多长时间和何时服药的更详细的说明。

“我们表明，FDA批准的药物目标中有80%以上在至少一个组织中具有节律性，” Salk研究人员，论文的第一作者Ludovic Mure说。“除了药物靶标外，其他可能影响药物效率或毒性的机制，例如其吸收，代谢和排泄，也可能通过生物钟来调节。”

Salk团队的基因表达图谱还可以帮助科学家阐明深夜的生活方式如何影响人类健康。这可能适用于轮班工人或任何定期偏离白天/夜晚周期的人。另外，这项工作也可能会促进衰老研究，因为随着人们的年龄增长，这些节奏通常会受到干扰。

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