研究人員揭示了安排進餐時間及其與日常周期同步的分子機制。
東京都立大學的研究人員進行了一項研究，利用果蠅來探索日常飲食模式的調節(jié)。他們發(fā)現卡西莫多(qsm)基因有助于使進食與光/暗周期同步，但在持續(xù)黑暗的情況下不起作用。在這些條件下，基因時鐘(clk)和周期(cyc)維持進食和禁食周期。
此外，神經細胞內的其他“時鐘”使這些周期與晝夜變化同步。了解控制飲食周期的分子機制可以增強我們對動物行為(包括人類行為)的理解。
適應環(huán)境暗示
動物王國的許多成員每天大約在同一時間進食。這是因為需要適應環(huán)境的各個方面，包括光線的多少、溫度、食物的可用性、掠食者周圍的機會，所有這些對于生存都至關重要。它對于有效的消化和新陳代謝也很重要，從而對于我們的整體健康也很重要。
果蠅規(guī)律進食周期背后的分子機制
研究小組發(fā)現，qsm 調節(jié)光/暗周期的同步，而神經元中的分子鐘在持續(xù)的黑暗中接管了這一角色。另一方面，clk/cyc 基因有助于保持進食/禁食周期。圖片來源：東京都立大學
但如此廣泛的生物體如何知道何時進食呢?一個重要因素是晝夜節(jié)律，這是動物、植物、細菌和藻類等多種生物體所共有的大約每天的生理周期。它充當調節(jié)節(jié)奏行為的“主時鐘”。但動物充滿了其他計時機制，稱為“外周時鐘”，每種機制都有自己不同的生化途徑。這些可以通過外部因素(例如喂養(yǎng))來重置。但這些生物鐘控制動物進食行為的具體方式尚不清楚。
果蠅研究見解
現在，由東京都立大學安藤香苗副教授領導的研究小組利用果蠅解決了這個問題，果蠅是一種模式生物，反映了包括人類在內的更復雜動物的許多特征。他們使用了一種稱為 CAFE 測定的方法，通過微毛細管喂食果蠅，以準確測量單個果蠅在不同時間的進食量。首先，他們研究了蒼蠅如何將飲食習慣與光同步。
通過研究果蠅在光/暗周期中的進食情況，之前的工作已經表明，即使在核心生物鐘基因、周期(per)和永恒(tim)中引入突變，果蠅在白天也會進食更多。相反，研究小組研究了卡西莫多(qsm)，這是一種編碼控制時鐘神經元放電的光響應蛋白的基因。通過抑制 qsm，他們發(fā)現蒼蠅的白天進食模式受到顯著影響。我們第一次知道喂養(yǎng)與光介導節(jié)律的同步受到 qsm 的影響。
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