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科学家发现我们细胞的发电厂依靠计时器运行

一个人什么时候吃可能和吃什么一样重要。魏茨曼科学研究所和德国的一项新研究最近发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS) 上,该研究表明细胞的发电厂——线粒体——受到人体生物或昼夜节律的高度调节。时钟。这可能有助于解释为什么睡眠和饮食与生物钟不同步的人患肥胖、糖尿病和代谢综合征的风险更高。

领导这项研究的魏茨曼研究所生物分子科学系的加德·阿舍尔博士解释说,生物钟控制着我们的睡眠、活动、饮食和新陈代谢的节律,生物钟存在于细菌、苍蝇和人类等生物体内。“从某种意义上说,”他说,“这就像一本日历,告诉身体会发生什么,这样它就可以为未来做好准备并以最佳方式运作。”

Asher 小组的 Adi Neufeld-Cohen 博士与德国马克斯·普朗克生物化学研究所的 Maria S. Robles 博士和 Matthias Mann 教授合作,寻找线粒体的昼夜节律变化,通过在线粒体中产生峰值和谷值来寻找昼夜节律变化。细胞的能量水平也将有助于调节它们的昼夜周期。该小组鉴定并量化了数百种线粒体蛋白质,发现每天一次其数量达到峰值,高达 40%。进一步的研究确定了组成线粒体生物钟的蛋白质,该生物钟调节这些活动。令人惊讶的是,线粒体中的大多数昼夜节律蛋白在周期的白天部分的四个小时内达到峰值(在小鼠中,它们在夜间活跃)。

研究人员发现的必需蛋白质中有一种关键酶,它决定了糖用于产生能量的速率。这种蛋白质在白天四小时内达到其最大含量,这表明线粒体燃烧糖的能力也在这个时候达到峰值。为了进行检查,研究人员向线粒体提供了糖,发现在第四个小时左右,呼吸和葡萄糖利用率确实达到最高水平。他们还发现,负责脂肪酸进入线粒体的蛋白质仅在第十八小时达到峰值,并且测试再次表明脂肪加工在同一时间达到最佳状态。

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