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Cell:嚴(yán)格調(diào)控的代謝時(shí)鐘

日期:2014-08-04 09:00:27

 

大部分的肝臟代謝功能都受到晝夜節(jié)律的支配,來自加州大學(xué)歐文分校的研究人員現(xiàn)在確定了這一過程發(fā)生的兩個(gè)獨(dú)立機(jī)制。

 

發(fā)表在731日《細(xì)胞》(Cell)雜志上的這項(xiàng)研究,揭示了有關(guān)生物鐘影響代謝的一些新信息,并為肝臟疾病和肥胖、糖尿病一類的代謝疾病開發(fā)出更具針對(duì)性的藥物療法指明了道路。

 

加州大學(xué)歐文分校生物化學(xué)教授Paolo Sassone-Corsi以及博士后學(xué)者Selma Masri報(bào)告稱,發(fā)現(xiàn)兩種與晝夜節(jié)律相關(guān)的蛋白SIRT1SIRT6以截然不同的方式獨(dú)立地控制了重要的肝臟過程:肝細(xì)胞的脂質(zhì)存儲(chǔ)和能源利用。

 

Masri說,這一關(guān)于基因組分區(qū)genomic partitioning)的驚人發(fā)現(xiàn),揭示出晝夜節(jié)律控制代謝受到了極其嚴(yán)格的調(diào)控。

 

她說:“基因組和表觀基因組能夠串?dāng)_一些代謝信號(hào)通路,這對(duì)于某些細(xì)胞和生物體的功能至關(guān)重要。值得注意的是,生物鐘與這種對(duì)話密切相關(guān)。”

 

24小時(shí)晝夜節(jié)律在幾乎所有的生物體中控制了一些基本的生理功能。生物鐘是人體內(nèi)在的時(shí)間跟蹤系統(tǒng),其能夠預(yù)期環(huán)境變化并使自身適應(yīng)每天適當(dāng)?shù)臅r(shí)間。這些節(jié)律發(fā)生改變可對(duì)人體健康產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。多達(dá)15%的人體基因受到生理節(jié)律晝夜模式的調(diào)控;肝臟中近50%與代謝信號(hào)通路相關(guān)的基因受到這些節(jié)律的影響。

 

SIRT1SIRT6屬于一組稱作為sirtuins的蛋白質(zhì)家族,sirtuins參與了對(duì)基因組的表觀遺傳控制,幫助調(diào)控了細(xì)胞內(nèi)從維持細(xì)胞健康、脂質(zhì)儲(chǔ)存到能量消耗等許多重要的生物過程。由于對(duì)代謝和長(zhǎng)壽的影響,sirtuins得到了廣泛的研究。

 

為了揭示SIRT1SIRT6獨(dú)立于彼此發(fā)揮作用的機(jī)制,MasriSassone-Corsi對(duì)兩組小鼠進(jìn)行了測(cè)試:一組小鼠肝臟中的SIRT1被敲除,另一組小鼠肝臟中的SIRT6喪失功能。

 

科學(xué)家們了解到,這兩種sirtuins致力于控制不同的基因組區(qū)域,有數(shù)百個(gè)基因依賴于SIRT1,而另外數(shù)百個(gè)基因則依賴于SIRT6。Sassone-Corsi說,這導(dǎo)致了一些代謝信號(hào)通路和生理功能獨(dú)特的分區(qū)。

 

他補(bǔ)充說,這些研究結(jié)果為開展更深入的研究,推動(dòng)設(shè)計(jì)出靶向SIRT1SIRT6特異性代謝功能和病理的藥理學(xué)策略鋪平了道路。

 


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