近期，來自美國加州大學圣克魯茲分校等機構(gòu)的研究人員在試管中重建了藍藻完整的生物鐘，并實時研究生物鐘相關(guān)蛋白的節(jié)律性與相互作用，揭示晝夜節(jié)律的工作機制。該論文發(fā)表在《Science》上，題為：Reconstitution of an intact clock reveals mechanisms of circadian timekeeping。
生物鐘在細胞內(nèi)部提供了時間概念，并伴隨著日出和日落通過控制基因表達使細胞活動呈現(xiàn)形成節(jié)律性。在藍藻中，細胞內(nèi)的計時活動是利用三種Kai蛋白質(zhì)KaiA、KaiB和KaiC組成的振蕩器實現(xiàn)的。它們通過兩種組氨酸激酶SasA和CikA向下游傳遞時間信息，進一步調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄因子RpaA。研究人員在適當?shù)捏w外條件下重新組裝了一個完整的生物鐘，包括核心振蕩器、信號傳導途徑、下游轉(zhuǎn)錄因子和其靶標DNA。整個生物鐘系統(tǒng)能夠在無干預的情況下振蕩數(shù)天，可利用實時觀察每個相關(guān)蛋白的互作情況。進一步研究發(fā)現(xiàn)，SasA直接與KaiC六聚體上的KaiB結(jié)合，以調(diào)節(jié)振蕩器的周期。在限制KaiB濃度的情況下，SasA利用結(jié)構(gòu)模擬將折疊轉(zhuǎn)換構(gòu)想的KaiB協(xié)同招募到KaiC六聚體，形成夜間抑制復合物并增強振蕩器的節(jié)律性。
總之，體外生物鐘的構(gòu)建揭示了先前未知的機制。藍藻的生物鐘系統(tǒng)通過這些機制在不同的蛋白質(zhì)濃度下維持節(jié)律性。
論文鏈接：
https://www.science.org/doi/10.1126/science.abd4453
注：此研究成果摘自《Science》期刊，文章內(nèi)容不代表本網(wǎng)站觀點和立場，僅供參考。
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