揭示生物鐘調(diào)控代謝新方式

人體內(nèi)有一個(gè)很酷的時(shí)鐘——生物鐘。然而，生物鐘調(diào)控生理、代謝和行為等生命活動的機(jī)制十分復(fù)雜，仍需要進(jìn)一步深入探究。記者15日從南京農(nóng)業(yè)大學(xué)獲悉，該校王恬教授團(tuán)隊(duì)與芝加哥大學(xué)合作在《細(xì)胞通訊》上刊發(fā)研究成果，揭示了生物鐘調(diào)控代謝的新方式。

生物鐘由基因和蛋白質(zhì)打造，是生物進(jìn)化的禮物。生物鐘掌控著我們每天生活的節(jié)奏：什么時(shí)候安然入睡，什么時(shí)候精神飽滿地醒來。長期的生物鐘紊亂可導(dǎo)致糖尿病、高血脂、肥胖等代謝性疾病，甚至癌癥。2017年的諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎即授予3位發(fā)現(xiàn)了世界上第一個(gè)生物鐘基因的科學(xué)家。

N6-甲基腺嘌呤(m6A)是真核生物RNA上最豐富的一種轉(zhuǎn)錄后修飾，在基因表達(dá)、RNA剪切、mRNA運(yùn)輸與翻譯等方面均發(fā)揮重要的調(diào)控作用。動態(tài)和可逆的m6A甲基化修飾廣泛參與哺乳動物的發(fā)育、免疫、腫瘤生成和轉(zhuǎn)移、干細(xì)胞更新、脂肪分化等生命過程。在該研究中，研究人員將小鼠肝臟生物鐘基因Bmal1特異性敲除，發(fā)現(xiàn)小鼠肝臟脂代謝異常，mRNA的m6A水平升高，并且失去晝夜節(jié)律性。通過m6A-seq，研究人員發(fā)現(xiàn)調(diào)控肝臟脂代謝的重要基因PPARα的m6A修飾升高，提示Bmal1影響m6A RNA甲基化修飾進(jìn)而調(diào)控脂代謝相關(guān)基因的表達(dá)從而調(diào)節(jié)脂代謝。進(jìn)一步研究證實(shí)，m6A RNA甲基化修飾可通過YTHDF2影響PPARα mRNA的穩(wěn)定性和壽命，從而調(diào)控PPARα基因的轉(zhuǎn)錄與翻譯，并影響脂代謝。該研究揭示了生物鐘調(diào)控代謝的新方式，拓展了人們對生物鐘、m6A RNA甲基化修飾和代謝相互關(guān)系的認(rèn)識。