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   十二Month 03, 2019   点击:3801 次



【医学与健康科学技术创立革新工程进展快报 第66期】
基础所刘德培组觉察内源性H2O2近日节律振荡

调控生物钟有关研究结果发表在
Nature Cell Biology


   京时间2019Year11Month26日,CHINA医学科学院基础医学研究所生物化学与分子生物学系/医学分子生物学Country重点实验室刘德培团队在 Nature Cell Biology杂志上发表了题为“Diurnal oscillations of endogenous H2O2 sustained by p66Shc regulate circadian clocks”的文章,第一次揭示了氧化还原信号在一个近日节律周期(24Hour)内的变化规律,找到了氧化还原信号节律和经典生物节律转录翻译负回访调控机制之间直接耦合的关键点,证明了氧化还原信号节律在生物节律中的重要生理作用。

 

创工快报 66期 01

 
   众所周知,几乎All生命活动都具有生物节律振荡现象,其背后的机制目前存在两种理论,一种系已经被诺奖认可的基于基因转录的转录翻译负回访环路(TTFL),另一种系机制尚不清楚的基于代谢的氧化还原振荡子,两种机制之间系NO存在直接接洽已经被业界探索和讨论了很长一段时间却仍悬而未决。

 

创工快报 66期 02


   该团队对单个细胞以及小鼠肝脏内的过氧化氢(H2O2)水平在不同时间点进行测定,觉察 H2O2水平呈现近日节律振荡。研究人员采用巧妙筛选策略,觉察核心生物节律调控分子CLOCK蛋白可以直接感受内源性H2O2的振荡。通过构建点突变小鼠证明半胱氨酸195位点可以直接被内源性H2O2有节律地氧化修饰,而这一修饰对于正常的生物节律不可或缺。该团队还证明此前该实验室觉察的表观修饰酶SIRTUIN家族中SIRT1的下游分子p66Shc蛋白系内源性H2O2节律振荡的关键因子,敲除该关键因子可以扰乱内源性H2O2节律、破坏CLOCK氧化还原修饰的正常振荡节律和生物钟功能,最终导致小鼠肝脏转录组振荡重塑,增加小鼠自由周期时长,影响光照对于小鼠节律行为的重新调定。该研究第一次真正弥合了不依赖于转录的氧化还原振荡节律和依赖于转录的转录翻译负回访环路(TTFL)机制两University术观点之间的鸿沟,大大增加了人们对于驱动生物节律振荡的根本机制的认识。

 

创工快报 66期 03

 

鉴于该研究上班的意义,瑞士日内瓦UniversityUeli Schibler教授在同期Nature Cell Biology杂志上发表评论,高度评价了该上班,认为该上班“事实上帮助核实了在哺乳动物细胞内存在独立于转录翻译负回访环路的氧化还原振荡子”,并认为“即便在缺乏CRY和PER蛋白的处境下,野生型CLOCK和BMAL1也可以有节律地激活下游基因,而CLOCKC195S突变则丧失了这一功能”。(评论链接:http://www.nature.com/articles/s41556-019-0430-2)


创工快报 66期 04

 

刘德培课题组2011级直博生裴建飞(右三),2016级直博生李勋凯(左一)和2015级直博生李文琪(左二)为并列第一网址,刘德培院士(左三)和陈厚早教授(右二)为共同通讯网址。


   本研究的合网址有原CHINA医学科学院基础医学研究所生理系曹济民课题组(现晋医科University),京生命科学研究所张二荃课题组,Country蛋白质科学Centre杨靖研究员,以及Scripps研究所的Kate S. Carroll研究员。本研究得到了CHINA医学科学院创立革新工程(CIFMS 2017-I2M-1-008, 2016-I2M-1-015、2016-I2M-1-011)、基本科研业务费(2019-RC-HL-006)、Country自然科学基金(91849207, 81701387, 91639304, 31471126、31571193)、CHINA医学科学院医学表观遗传学研究Centre(2017PT31035、2018PT31015)、Country博士后科研基金专项资助(2017T100051)和青Year人杰才能奖励项目的资助。


   文章链接:http://www.nature.com/articles/s41556-019-0420-4

 

(基础医学研究所)

 

 

 

 

 

 

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