無論是植物，動物，還是細菌真菌，在生理或者分子機理作用方面都存在晝夜節律（circadian rhythms），但是要進行這一領域的研究并不容易，首先需要跨越模型系統，晝夜節律研究包含了核心生物鐘蛋白和其調控因子之間的詳細分子相互作用，維持多變環境中，一段持續時間內穩定的系統整體水平分析，還有對于不同的外部刺激，比如光線和營養，神經生物學，生理學的變化如何整合到對內部生物鐘的影響，以及后續行為中的。

在新年的第一期Cell雜志中，就針對這些方面，以及過去的一些重要成果，編輯成專題：Circadian Rhythms，希望能幫助相關研究人員更全面的了解這一領域的研究進展。這一專輯包括四個方面：生物鐘蛋白的分子機制、環境因素影響、生物鐘介導的行為調控、系統整體水平分析。

生物鐘蛋白的分子機制

在這一研究方向，Cell推薦了四篇文章，這里重點介紹的是由德克薩斯大學西南醫學中心生理系華裔科學家：劉一教授完成的生物晝夜節律分子機理研究成果。

真核生物的晝夜節律調節器包含自動調整負調節反饋回路。然而，科學家們對轉錄后的RNA對晝夜調節的作用卻知之甚少。

劉一研究組以脈孢菌為模型，發現負反饋回路，FRQ和來自FFC復合物的FRH共同抑制frq的轉錄。研究發現FFC結合在frq RNA是上，與外核體相互協調共同調控frq RNA的衰退。結果，當FRQ低水平時，frq RNA粗略的控制生物晝夜節律。如果frq RNA水平降低，RRP44被沉默會導致晝夜節律功能受損。

此外，研究發現rrp44是個節律控制基因，它的基因表達產物直接作用于WHITE COLLAR復合物，RRP44通過表達ccgs來控制節律。這些實驗表明，FFC和外核體是組成轉錄后負調控反饋環路的組成部分。

環境因素影響

這篇推薦的題為“Poly(ADP-Ribose) Polymerase 1 Participates in the Phase Entrainment of Circadian Clocks to Feeding”的文章，主要介紹了研究人員在外界營養攝入對生物節律影響方面的新發現。

外周器官中的生物鐘與細胞代謝緊密聯系，但是其中具體的機制并不清楚。在這篇文章中，來自瑞士日內瓦大學的研究人員發現多ADP-核糖聚合酶1參與了營養攝入時生物鐘的階段性調整，這將有助于科學家們了解外部刺激對生物鐘的影響，以及生物鐘的應答。

生物鐘介導的行為調控

來自達特茅斯學院的研究人員發表了題為“A Role for Casein Kinase 2 in the Mechanism Underlying Circadian Temperature Compensation”的文章，解釋了這樣一個問題——當新陳代謝如此受溫度影響的同時，為何24小時的節律不會隨之改變。

研究人員追蹤了一個關鍵的生物鐘蛋白的作用，并繪制出了與之相關的上百個相互作用，清楚的補充了之前未知的生物鐘相關的分子機理知識，因此登上了Cell引用數最多的前200名論文榜（09年數據）。

這項研究描述了細胞如何通過蛋白激酶CK2的磷酸化調控，確保在一系列溫度變化過程中，使循環周期長度維持相同，這種現象稱為溫度補償（temperature compensation），是節律特征中少數幾個仍缺乏分子論述的其中一項常規特性。研究人員指出了CK2在溫度補償中的關鍵調控作用，他們在追蹤二種不尋常的晝夜蛋白突變時，發現這些突變會影響補償，從而確認了CK2的新功能。

研究組采用了一種新方法才操控基因組，從而證明CK2的濃度變化能通過生物鐘蛋白FRQ的磷酸化，調控補償形式。這是CK2蛋白獨一無二的特性，其它生物鐘相關蛋白并未發現有此特性。

系統整體水平分析

在系統水平上進行分析，2009年來自賓州大學醫學院的研究人員完成的“A Genome-wide RNAi Screen for Modifiers of the Circadian Clock in Human Cells”這篇文章可謂具有代表性。

研究人員利用全基因組篩選，發現在控制生理周期長短的幾百個基因中，減少任何一個基因的表達都會使生理周期發生重大的改變。這些生物鐘相關的基因也參與到多種生物過程中，而且在胰島素代謝，葉酸代謝以及細胞周期中，也有大量的生物鐘相關基因，這表明這些過程與生物鐘有密切的關系。

由于生物學過程可能對生物鐘產生反饋調節，研究人員想到了某些觀點。比如，細胞分裂過程需要大量的能量，但當能量需求不足條件下，細胞自身必然會暫緩該過程，暫緩也許是當機體生物鐘面對資源短缺時，細胞進化的一種策略?！?SPAN lang=EN-US>

研究人員認為，雖然這項實驗表明，生物過程和個體細胞生物鐘之間有一個反饋系統，但該試驗是在培養條件下進行的，因此還需進一步實驗證實這種生物反饋系統在生物體中也同樣存在。