在小鼠体内发现昼夜节律基因可能带来突破

驱使你晚上睡觉、早上起床吃饭、工作和玩耍的那种内在的唠叨感，原来是遗传的，而且不只是人类。几乎每一种生物——从动物到植物，以及几种微生物和真菌——都有一个内部生物钟，或昼夜节律。

然而，科学家们一直困惑于这些是如何基因操作。现在，弗吉尼亚理工大学的科学家们借助老鼠的DNA、培养皿和巨大的耐心，离答案又近了一步。在杂志上发表的一项新研究中基因与发育弗吉尼亚理工大学科学学院生物科学系的助理教授、弗林林生命科学研究所的研究员Shihoko Kojima和她的团队已经发现了一种新的基因Per2AS，它控制着小鼠的睡眠/觉醒周期。Per2AS似乎是一种新的基因类型，被称为非编码基因。与大多数其他基因不同的是，Per2AS不能从RNA转化为后续的蛋白质，因此直到现在它的功能还不清楚。(“昼夜节律”一词来源于拉丁语circa diem，或“一天左右”。)

这项研究已经进行了好几年。9、准确。为什么任期这么长?这很复杂。字面上。小岛说:“由于Per2AS是一种非编码基因，因此很难弄清它的作用。”“为了弄清传统基因的功能，科学家们已经积累了大量的知识和工具。然而，这些工具不能轻易适用于非传统基因，如Per2AS，因为大多数工具是基于传统基因共同的独特特征制成的。”

除了小岛外，该研究还包括13名弗吉尼亚理工大学成员的作者，包括教职员工、前员工和校友。他们是大学生物科学系特聘教授John Tyson和综合科学学院系统生物学前主任、研究专家Rebecca Mosig;本科生校友Allison Castaneda, Jacob Deslauriers, Landon Frazier, Kevin He, Naseem Maghzian和Camille Schrier，他们中的大多数人正在寻求医疗保健或研究方面的高等学位;以及布莱克斯堡高中的校友Aarati Pokharel(现在在弗吉尼亚大学)和Lily Zhu(现在在约翰霍普金斯大学)。

据Kojima介绍，当人类基因组计划在大约30年前启动时，科学家们当时认为我们的大部分基因组是由传统基因组成的，因为这些基因被认为控制着我们所有人的独特特征——眼睛和头发的颜色、身高和体重、性格。但事实并非如此。

“事实证明，我们的基因组中只有2%用于传统基因，其余似乎是非传统基因。关于这些非传统基因是否对我们的特征也很重要一直存在着激烈的争论——一些人认为它们是DNA垃圾，而另一些人则认为它们有重要的功能。”

越来越多的证据表明，至少有一些非传统基因对各种生物过程很重要，如神经元活动、免疫功能和细胞分化，以及包括癌症、神经退行性变和先天性遗传疾病在内的疾病发展。”

最重要的结论是:一个非传统基因可以控制我们的生物钟，因此它对我们的基因组来说很重要。换句话说，非传统基因和更基本的基因一样重要。

“人类也有类似的基因，”小岛说。“然而，目前还不清楚人类版本是否具有与老鼠版本相同的功能。生活在地球上的大多数生物都有生物钟，因为这是一个重要的内部计时系统，以适应由地球自转引起的日常环境变化。人类的生物钟与啮齿类动物或昆虫的生物钟没有太大区别。”

接下来是什么?小岛想在活体小鼠模型中研究这种基因。不仅仅是从培养皿中。“我们还想知道这种基因是否存在于许多其他生物体中。如果是这样，那就意味着这种基因非常重要。”