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研究發現重整生物鐘的蛋白
發布人:管理員    時間:2012-03-09

信息來源:圣路易華盛頓大學     更新日期:07-3-2

圣路易華盛頓大學的生物學家和合作者已經鑒定了保持細胞同步的哺乳動物腦細胞,以便諸如每日的醒睡周期、激素分泌、運動行為等功能的協調。

華盛頓大學藝術與科學學院生物學副教授,哲學博士Erik HerzogHerzog實驗室的研究生,哲學博士Sara Aton,現為賓西法尼亞州立大學的博士后;華盛頓大學醫學院細胞生物和生理學副教授哲學博士James Huettner,以及生物統計學家Martin Straume,證實了血管活性腸肽(VIP)是一種信號傳遞蛋白,能傳達大腦的生物鐘信號,調節日常行為和生理節律。

這個發現使血管活性腸肽(VIP)和神經遞質γ-氨基丁酸(GABA)在調節同步生物節律中所起的作用更加明了,本實驗中采用小鼠和大鼠模型,從而更加清楚哺乳動物是如何調節生理節律的。結果發表在1127日-121日的《美國國家科學院學報》網絡版上。

調節生物節律的神經元集中的區域位于腦的底部,恰好穿過視神經,即視神經上核(SCN),感受并記錄時間,而且與正常的24小時節律變化高度同步。兩側下丘腦各10,000個神經元共同構成了SCN區域。這些神經元相互聯系,是體內記錄時間的時鐘。

GABA曾被認為是發揮信號傳遞作用的第一候選蛋白。所有SCN區域的神經元都可以產生這種抑制性神經遞質,有實驗證實每天早晨八點鐘向SCN區細胞釋放GABA能使它們同步化。

Herzog解釋說:令人驚訝的是GABA不是必需的, 我們阻斷所有的GABA信號通路,血管活性腸肽仍能使它們同步化,而且同步化效果更好,只是搖擺幅度變大。

HerzogVIP比作為執行官,向所有的SCN細胞傳達同步化信息;他說GABA行使信號整合作用,避免細胞過度活化。

Herzog Aton SCN細胞放置于有60個電極的多管電極芯片上――一個放在盤子上的鐘表――記錄SCN區神經元的活動。同時他們采用基因活性生物發光法記錄了基因的實時表達情況。

使用藥物和基因敲除小鼠的方法,他們否定了GABA在調節生物鐘方面的作用,記錄了許多神經元的電活動,檢測了SCN區細胞基因的功能。Herzog把這些神經元稱作為生物鐘的指針,而SCN區相關基因則是生物鐘的齒輪

他們發現:在GABA缺乏的情況下,細胞能達到同步;但是缺乏VIP,細胞同步化現象喪失,這表明VIP是生物鐘的協調蛋白。(轉自丁香園)

 

 



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