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感知气温的基因

夏日的午后总是让人昏昏欲睡,这是为什么呢?Leicester大学的科学家们发现了一个感知气温的基因,向人们展示了环境温度和天气状况对基因活性的影响。这项研究发表在六月二十八日的美国国家科学院院PNAS杂志上。

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为了适应地球自转引起的昼夜周期性变化,我们进化出了生物钟协调不同组织与器官的昼夜节律。人体内部的生物钟,对于人类行为和生理机能有着重要的影响,一直是相关领域的研究热点。当然生物钟并不是人类的专利,地球上绝大多数植物、动物、真菌和蓝藻都具有生物钟。黑腹果蝇具有24小时的生物钟,是研究人类昼夜节律的重要模式生物。
  

Leicester大学的研究人员观察了环境气温对黑腹果蝇生物钟的具体影响。跟许多人一样,实验室里的黑腹果蝇也会在午后小憩一下。不过研究人员发现这种现象只存在于实验室的人工环境下,果蝇在野外的行为是截然相反的,它们在午后更加活跃。
  

研究显示,果蝇午后的高度活跃受到TrpA1基因的控制。这个基因就像是一个温度感应器,介导了环境诱导的行为改变。
  

“我们知道TrpA1基因在果蝇生物钟所在的大脑区域中表达。不过,在这些细胞中去除TrpA1并没有影响果蝇的午后活动,” Bambos Kyriacou大学的Bambos Kyriacou教授说。“当我们在其他神经元中去除TrpA1表达时,果蝇的午后活动才收到干扰。我们在此基础上定位了一个细胞亚群。”
  

对于包括人类在内的陆生生物来说,24小时昼夜节律几乎渗透到了行为和生理的方方面面。如果生物钟与正常的明暗环境不协调(比如经常需要上夜班的人),就会引起大量的健康问题,比如肥胖症、心血管功能障碍甚至一些癌症。
  

“我们的研究还表明,与实验室环境相比,在天然环境中研究动物可以更好的理解基因对动物行为的控制。只在实验室的人工环境下做实验,可能会得出错误的结论。也就是说,建立了数十年的成熟生物钟理论,可能需要作出重大的修正,”Kyriacou教授补充道。

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