哺乳动物日节律基因表达调控研究进展

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1、2005年7月基础医学与临床JuIy2005第25卷第7期BasicCIinicaIMedicineVoI.25No.7文章编号：1001-6325（2005）07-0587-05专题综述哺乳动物日节律基因表达调控研究进展李然1，彭小忠2，曹济民1（中国医学科学院中国协和医科大学基础医学研究所1.生理学系；2.医学分子生物学国家重点实验室，北京100005）摘要：生物体机能活动的日节律是一种基本的生命现象。在分子水平上研究日节律的调控机制，有助于更好地认识生命现象，揭示机体适应环境的内在机制，以及提高疾病的诊治水平。生物钟中枢的日节律基因通过分子水平的反馈环路产生节

2、律性振荡，后者通过一定的信号放大机制统领整个脑和所有外周器官的节律性活动，进而产生整个机体协调一致的日节律。在生物体中，从基因到组织器官乃至系统的功能都与日节律紧密联系，因而日节律机制是生物学的重要研究领域。本文简要综述了哺乳动物生物钟基因表达和调控的有关研究进展。关键词：日节律；生物钟基因；日节律基因中图分类号：R33文献标识码：ARecentprogressinthecontroIofmammaIiancircadiangeneexpression1，PENGXiao-zhong2，CAOJi-min1LIRan（1.DepartmentofPhysioIogy

3、，InstituteofBasicMedicaISciences，CAMSPUMC，Beijing100005；2.NationaILaboratoryofMedicaIMoIecuIarBioIogy，InstituteofBasicMedicaISciences，CAMSPUMC，Beijing100005，China）Abstract：ThecircadianrhythmdepictsabasicfeatureofIife.DiscoveryofthecontroIIingmechanismsofcircadianrhythmwiIIbenefittherec

4、ognitionofthenatureofIife，IifeadaptationtoenvironmentandheaIth.CIockgenegeneratescircadianrhythmsbythecoretranscription-transIation-basedautoreguIatoryfeedbackIoops.TherhythmiscoupIedandampIified，andspreadsintothewhoIebrainandtoaIItheperipheraIorganscontainingIocaIrhythms.InIivingorgan

5、-isms，circadianrhythmassociateswithgenes，organsandsystems.ThisarticIebriefIyreviewstherecentprogressinthecontroIofmammaIiancIockgenesexpression.Keywords：circadianrhythm；cIockgene；circadiangene机体内从分子、细胞、器官、系统乃至行为各种日节律装置，通常称之为生物钟（bioIogicaIcIock），一不同水平的生命活动均按一定的时间顺序发生振荡般认为哺乳动物的生物钟位于下丘脑的视

6、交叉上核性变化，这种变化的节律称为生物节律（bioIogicaI（SCN）。生物钟可以通过眼睛的特殊光感受器感受rhythms）。人和动物的生物节律按其频率的高低，可昼夜的光强度变化，再通过视网膜到SCN的“视网分为高频（如心动周期、呼吸周期等）、中频（24h日膜-下丘脑通路”的信号传入，以导引位于SCN的主节律或称日节律）和低频（如月经周期等）三种节律，生物钟的节律性振荡，使主钟的输出节律与太阳日其中周期约为24h的日节律是最重要的生物节律，的变化一致。日节律的破坏将导致机体功能紊乱甚是一种基本生命现象。从细菌到哺乳动物都有一个至疾病。研究生理状态下的日节律调控机

7、制以及病收稿日期：2005-04-06修回日期：2005-06-09基金项目：国家自然科学基金（30313902，00310221，30313112）588基础医学与临床Basic&CIinicaIMedicine2005.25（7）理情况下日节律的变化机制，如倒时差、航空航天医在研究哺乳动物DNA修复光解酶过程中发现的，属学、季节性生理功能变化以及在肿瘤、心血管疾病、于植物蓝光感受器和光解酶家族的成员。该基因的睡眠障碍、精神压抑和艾滋病等情况下日节律的紊蛋白表达产物含有与植物蓝光感受器相同的碳末乱及其与疾病发生、发展的关系，均有重要的理论价端。CRY蛋白在果蝇