生物谷報道：人類早已知道，某些生物的活動是按照時間的變化（晝夜交替,、四季變更或潮汐漲落等）來進行的，具有周期性的節(jié)律,，這種規(guī)律被稱為生物鐘（Circadian Clock）。由于生物鐘在生物學(xué)的基礎(chǔ)理論研究,，以及治療學(xué)等方面占據(jù)了獨特的位置,，因此一直以來都是科學(xué)家們研究的一個重點,，本期Science（12月14日）和Nature（12月13日）有兩個獨立的研究小組分別在這一方面獲得了重要的研究結(jié)果,。
第一篇文章來自英國劍橋大學(xué)植物科系以及美國紐約大學(xué)生物系,，這里的研究人員發(fā)現(xiàn)了植物應(yīng)答環(huán)境改變的一個關(guān)鍵生物鐘分子。
植物和動物的細胞生物鐘都包含了基因表達的許多反饋環(huán),，其中一系列的基因能相互激活或者相互抑制,，從而形成生物鐘模式,，然而在這篇文章中，研究人員驚訝的發(fā)現(xiàn),，不是一個蛋白或者基因，而是一個稱為環(huán)腺苷二磷酸核糖（cyclic adenosine diphosphate ribose,，cADPR,，生物谷注）在其中扮演了重要的角色,。這一發(fā)現(xiàn)改變了我們目前對于生物鐘構(gòu)架的概念——認(rèn)為僅僅只需要細胞核中基因表達loops，實際上這個過程需要整個細胞中的組分形成的信號網(wǎng)絡(luò),。
研究人員發(fā)現(xiàn)干擾cADPR信號會導(dǎo)致生物鐘的時間紊亂，比如說,，消除cADPR會讓生物鐘失準(zhǔn),，走慢，因此研究人員認(rèn)為cADPR信號是幫助優(yōu)化植物生長的時間系統(tǒng)中的一個重要組成部分。
而且,，在遇到譬如旱災(zāi)，鹽脅迫等環(huán)境脅迫，植物細胞中的cADPR分子也會參與對抗過程,，這些信號引發(fā)細胞的一些應(yīng)答,，用于幫助細胞度過難關(guān),。這個分子整合進生物鐘過程為生物時間時序的改變或穩(wěn)定提供了一個系統(tǒng),，從而確保細胞能在環(huán)境改變中存活,。
原始出處：
Originally published in Science Express on 15 November 2007
Science 14 December 2007:
Vol. 318. no. 5857, pp. 1789 - 1792
DOI: 10.1126/science.1146757
The Arabidopsis Circadian Clock Incorporates a cADPR-Based Feedback Loop
Antony N. Dodd,1 Michael J. Gardner,1 Carlos T. Hotta,1 Katharine E. Hubbard,1 Neil Dalchau,1 John Love,1* Jean-Maurice Assie,1 Fiona C. Robertson,1 Mia Kyed Jakobsen,1 Jorge Gonçalves,2 Dale Sanders,3 Alex A. R. Webb1
Transcriptional feedback loops are a feature of circadian clocks in both animals and plants. We show that the plant circadian clock also incorporates the cytosolic signaling molecule cyclic adenosine diphosphate ribose (cADPR). cADPR modulates the circadian oscillator's transcriptional feedback loops and drives circadian oscillations of Ca2+ release. The effects of antagonists of cADPR signaling, manipulation of cADPR synthesis, and mathematical simulation of the interaction of cADPR with the circadian clock indicate that cADPR forms a feedback loop within the plant circadian clock.
1 Department of Plant Sciences, University of Cambridge, Downing Street, Cambridge CB2 3EA, UK.
2 Department of Engineering, University of Cambridge, Trumpington Street, Cambridge CB2 1PZ, UK.
3 Department of Biology, University of York, York YO10 5YW, UK.
* Present address: School of Biosciences, Geoffrey Pope Building, University of Exeter EX4 4QD, UK.
Present address: Institute for Plant Biology, Copenhagen University, Thorvaldsensvej 40, 1871 Frederiksberg, Denmark.
To whom correspondence should be addressed. E-mail: [email protected]
