Cell：嚴格調控的代謝時鐘
日期：2014-08-04 09:00:27
大部分的肝臟代謝功能都受到晝夜節律的支配，來自加州大學歐文分校的研究人員現在確定了這一過程發生的兩個獨立機制。
發表在7月31日《細胞》（Cell）雜志上的這項研究，揭示了有關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出更具針對性的藥物療法指明了道路。
加州大學歐文分校生物化學教授Paolo Sassone-Corsi以及博士后學者Selma Masri報告稱，發現兩種與晝夜節律相關的蛋白SIRT1和SIRT6以截然不同的方式獨立地控制了重要的肝臟過程：肝細胞的脂質存儲和能源利用。
Masri說，這一關于基因組分區（genomic partitioning）的驚人發現，揭示出晝夜節律控制代謝受到了極其嚴格的調控。
她說：“基因組和表觀基因組能夠串擾一些代謝信號通路，這對于某些細胞和生物體的功能至關重要。值得注意的是，生物鐘與這種對話密切相關。”
24小時晝夜節律在幾乎所有的生物體中控制了一些基本的生理功能。生物鐘是人體內在的時間跟蹤系統，其能夠預期環境變化并使自身適應每天適當的時間。這些節律發生改變可對人體健康產生深遠的影響。多達15%的人體基因受到生理節律晝夜模式的調控；肝臟中近50%與代謝信號通路相關的基因受到這些節律的影響。
SIRT1和SIRT6屬于一組稱作為sirtuins的蛋白質家族，sirtuins參與了對基因組的表觀遺傳控制，幫助調控了細胞內從維持細胞健康、脂質儲存到能量消耗等許多重要的生物過程。由于對代謝和長壽的影響，sirtuins得到了廣泛的研究。
為了揭示SIRT1和SIRT6獨立于彼此發揮作用的機制，Masri和Sassone-Corsi對兩組小鼠進行了測試：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。
科學家們了解到，這兩種sirtuins致力于控制不同的基因組區域，有數百個基因依賴于SIRT1，而另外數百個基因則依賴于SIRT6。Sassone-Corsi說，這導致了一些代謝信號通路和生理功能獨特的分區。
他補充說，這些研究結果為開展更深入的研究，推動設計出靶向SIRT1或SIRT6特異性代謝功能和病理的藥理學策略鋪平了道路。
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