为什么面包模具总是准时

2017-03-13 05:11:05

菲利普科恩即使你从未戴过手表,你仍然随身携带一个时钟人类,细菌和面包霉菌等多种生物的日常节律由生物钟控制,生物钟催促每个人在正确的时间睡眠,光合作用或发出孢子现在,美国的研究人员已经在其中一个时钟上找到了“重置按钮”生物钟调整自己,以考虑到季节变化与季节的变化这种重置能力也解释了为什么在最初的时差后,我们最终适应不同的时区 30多年来,科学家们已经知道光会重置生物钟,但同步机制仍然难以捉摸由新罕布什尔州汉诺威市达特茅斯学院医学院的Jay Dunlap和Jennifer Lorus领导的研究人员现已提供了第一批线索他们研究了粉红面包霉菌脉孢菌(Neurospora crassa),这是一种已经鉴定出时钟基因的物种之一通过其产生的RNA水平测量的frq基因的活性在每日循环中上下移动,确保霉菌在早晨释放其孢子该基因在白天最活跃,在夜间最不活跃如果脉孢菌保持在恒定的黑暗中,则frq基因继续其活性循环研究人员决定测试frq是否只是埋在时钟机制深处的齿轮,或者它本身就是复位按钮他们将霉菌保持在黑暗中,让它建立日常孢子生产的常规在其“夜晚”,当frq基因产生少量RNA时,研究人员将霉菌照射了两分钟这一瞥光促使时钟进行调整 “模具就像人类一样,”邓拉普说 “如果你的手表说现在是晚上,你可以瞥见日光,那么现在是重置手表的时候了”Dunlap和Lorus发现frq基因几乎在光脉冲开始时就开启了:它的RNA产生在脉冲期间飙升继续增加另外15分钟如果光脉冲更强烈或持续更长时间,则产生更多的RNA并且时钟的调整更大该基因对光脉冲的快速响应表明frq是复位按钮,进一步的实验证实了这一点如果模具在frq的预期活动高峰前几小时被照亮,那么时钟被推进然而,如果在RNA达到最高水平几小时后它暴露在光线下,那么时钟就会向后重置如果当基因已经处于最活跃状态时光脉冲来了,因此无法进一步提高其RNA产量,那么时钟就不会调整(Cell,vol 81,p 1003)其他研究人员同意达特茅斯学院团队已经提供了确凿的证据证明frq用于重置Neurospora的时钟 “这是开创性的工作,”纳什维尔范德比尔特大学的卡尔约翰逊说 “它将帮助我们所有人思考其他生物体中的钟表”事实上,Dunlap已经使用frq基因序列来鉴定其他真菌中的相似基因,他说应该可以从更远缘的相关生物中分离基因 几年后,