新合成的分子轉(zhuǎn)回生物鐘

日本的科學(xué)家設(shè)計(jì)了新的分子來(lái)改變晝夜節(jié)律，為控制時(shí)差和改善睡眠障礙治療開(kāi)辟了道路。如果可以重置我們的24小時(shí)自然晝夜節(jié)律或睡眠/覺(jué)醒周期，則可以顯著減少時(shí)差和輪班工作的負(fù)面影響。名古屋大學(xué)轉(zhuǎn)化生物分子研究所(ITbM)的研究人員通過(guò)合成可縮短晝夜節(jié)律期的分子，朝著這個(gè)方向邁出了第一步。這些分子直接作用于我們的一種“ 時(shí)鐘蛋白 ”，稱(chēng)為CRY。

大多數(shù)生物體，包括人類(lèi)，都有一個(gè)生物鐘，每24小時(shí)重置一次，調(diào)節(jié)睡眠/覺(jué)醒周期和新陳代謝等功能。當(dāng)這個(gè)周期中斷時(shí)，就像時(shí)差一樣，睡眠障礙隨之而來(lái)。長(zhǎng)期睡眠喪失可能會(huì)影響心血管，內(nèi)分泌，免疫和神經(jīng)系統(tǒng)，其中包括高血壓，肥胖和精神健康障礙等嚴(yán)重后果。

我們的生物鐘基本上由四個(gè)“主調(diào)節(jié)器”蛋白質(zhì)串聯(lián)運(yùn)行。CLOCK和BMAL1合并后，可促進(jìn)蛋白質(zhì)PER和CRY的產(chǎn)生。反過(guò)來(lái)，這些蛋白質(zhì)阻斷CLOCK和BMAL1，從而關(guān)閉循環(huán)。這種激活，產(chǎn)生和停止/阻斷的循環(huán)每天進(jìn)行一次，并且還受到稱(chēng)為FBXL3的化合物的影響，該化合物標(biāo)記CRY以被細(xì)胞酶降解。

2012年發(fā)現(xiàn)的一種名為KL001的分子通過(guò)與FBLX3競(jìng)爭(zhēng)CRY蛋白上的相同斑點(diǎn)來(lái)延長(zhǎng)晝夜周期，防止其降解。通過(guò)仔細(xì)分析其結(jié)構(gòu)，ITbM研究人員制備了與KL001相似的化合物，從而合成了第一個(gè)靶向CRY蛋白的晝夜節(jié)律縮短分子。

這種量身定制的分子設(shè)計(jì)方法為未來(lái)提供了巨大的潛力。該文章的作者之一Takashi Yoshimura說(shuō)：“我們希望我們能夠進(jìn)一步利用合成化學(xué)來(lái)制造能夠控制動(dòng)物晝夜節(jié)律的生物活性分子，并進(jìn)一步了解生物鐘機(jī)制，這必將有助于醫(yī)療應(yīng)用，食品生產(chǎn)和時(shí)鐘研究的進(jìn)步。“

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