對幾乎所有高等生物而言，生物鐘調(diào)節(jié)著各種生理功能的時間,。美國科學家的一項最新研究，揭示了一種真菌的生物鐘——通過一種感光蛋白和一系列細胞內(nèi)過程,，將光能轉(zhuǎn)化成化學反應的生理機制,。該研究成果發(fā)表在5月18日的《科學》雜志上。
細胞內(nèi)分子生物鐘對于晝夜光照差異的不同響應,，使整個生物體能夠按照光照循環(huán)過程調(diào)節(jié)自身的新陳代謝,，并形成能夠適應環(huán)境變化的生理周期。這種機制在許多生命過程都起著重要的調(diào)控作用,，比如,，真菌的孢子生殖、植物花瓣的開與合以及人類的睡和醒等,。
在最新的研究中,，美國康奈爾大學化學與化學生物學系BrianCrane領導的小組在粗糙脈孢菌（Neurosporacrassa）體內(nèi)發(fā)現(xiàn)了一種機制，能夠通過生物鐘光傳感器控制類胡蘿卜素形成,，保護該真菌機體不受太陽紫外光輻射傷害,?？茖W家集中研究了一種名為Vivid的蛋白質(zhì)，它包含有一個吸收光線的發(fā)色團（chromophore）,。研究發(fā)現(xiàn)，該發(fā)色團會捕獲光子,，獲得的能量將進一步觸發(fā)一系列反應,，最終導致Vivid蛋白表面的構(gòu)象變化。而這些結(jié)構(gòu)改變能夠開啟細胞內(nèi)一系列級聯(lián)活動,，影響相關(guān)基因的表達,，比如類胡蘿卜素制造的“開”與“關(guān)”。
通過取代Vivid蛋白表面的單個硫原子或氧原子,，研究人員發(fā)現(xiàn),，整個反應過程鏈被關(guān)閉，阻礙了該蛋白表面構(gòu)象的變化,，類胡蘿卜素的制造也因此中斷,。
論文第一作者、康奈爾大學的BrianZoltowski表示,，“我們現(xiàn)在知道,，這一蛋白質(zhì)的構(gòu)象變化與有機體的功能直接相關(guān)。”生物鐘使真菌只在需要防護的時候才合成類胡蘿卜素,，而類似的“開關(guān)”很可能也存在于人類的睡眠機制中,。（科學網(wǎng)任霄鵬/編譯）
