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远古藻类也有生物钟:揭示生命节律的古老起源

2011-02-11 18:54 未知 未知 阅读 0
核心摘要: 科学家发现,从人类细胞到藻类,所有生命形式内部都存在约24小时的生物钟调控机制。剑桥大学和爱丁堡大学的研究表明,红细胞和海洋藻类中均存在不依赖DNA活性的生物钟,提示生物钟是一种远古机制,可追溯至数亿年前。这一发现有助于理解生物钟紊乱与代谢疾病、癌症等健康问题的关联。

科学家发现,从人类细胞到藻类,所有生命形式内部都存在一个约24小时的生物钟调控机制。这一发现不仅深化了我们对生物钟紊乱相关健康问题(如飞行员时差和轮班工作者的代谢疾病)的理解,还揭示出人类细胞中的24小时生物钟与藻类相同,并可追溯至数亿年前地球上的早期生命。

两项发表在《自然》杂志上的研究,分别由英国剑桥大学和爱丁堡大学完成,使我们对控制日常节律和季节性活动(如睡眠周期和蝴蝶迁徙)的生理时钟有了更深入的认识。

剑桥大学代谢科学研究所的一项研究首次在红细胞中发现了24小时节律。这具有重要意义,因为生理节律通常被认为与DNA和基因活动相关,但红细胞没有DNA。研究人员从健康志愿者中纯化红细胞,在黑暗和体温条件下孵化,定期检测生化标志物过氧化物氧还酶(peroxiredoxin)的水平,发现其呈现24小时周期。过氧化物氧还酶存在于所有已知生物体中,提示生物钟的普遍性。

进一步研究发现,海洋藻类中也存在类似的24小时周期。当藻类持续处于黑暗环境中时,其DNA不再活跃,但无基因活性的藻类仍能维持生物钟节律。这表明生物钟并非完全依赖基因活性驱动,而是一种更古老的机制。剑桥大学的阿赫莱什·雷迪(Akhilesh Reddy)博士指出:“生物钟对健康的影响是多方面的。生物钟紊乱可导致代谢性疾病如糖尿病、心理问题甚至癌症。通过深入理解细胞中生物钟的作用,我们有望揭示这些疾病与其他疾病之间的联系,形成新的治疗策略。”

爱丁堡大学生物科学学院的安德鲁·米勒(Andrew Millar)教授表示:“这项突破性研究证明,生物钟是一种远古机制,经过数亿年进化仍保留至今。生物钟的重要性和复杂性远超我们想象。关于生物钟如何及为何出现在人类和其他生物中,以及它在控制人体生理中扮演的角色,仍有待进一步探索。”

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