小鼠视交叉上核的显微图像，该区域负责控制昼夜节律
信用:UT西南医学中心 UT西南大学科学家领导的一项新研究表明，一种名为Npas4的基因在平衡脑细胞兴奋和抑制输入方面发挥着关键作用，似乎也是大脑昼夜节律时钟的主要计时器
这一发现今天在线发表在《神经元》杂志上，扩大了对昼夜节律钟分子机制的理解，最终可能导致应对时差、轮班工作和睡眠障碍等挑战的新疗法
研究负责人约瑟夫·S说:“要重置生物钟，你最终需要重置它的分子齿轮。”
高桥博士
D
，UTSW神经科学教授兼主席，霍华德·休斯医学研究所研究员
“这项研究表明，Npas4可能是让时钟重新发光的最重要的成分之一
" 几十年来，研究人员已经知道，一个叫做视交叉上核(SCN)的大脑区域负责控制昼夜节律，即通常24小时运行的各种活动周期
这些节奏是由光携带的，博士
高桥解释道；SCN中的细胞对视网膜传递的信号做出反应，视网膜是眼睛的感光组织
然而，这种现象的分子基础还没有被很好地理解
为了更好地理解SCN是如何设定昼夜节律的，研究人员使用了一种称为单核测序的技术，来观察动物暴露在光线下后，小鼠单个细胞的基因活性
博士；医生
高桥和他的同事发现，三种不同的SCN神经元亚群对光刺激有反应
将这些亚型联系在一起的一个共同线索是对神经元PAS结构域蛋白4 (NPAS4)作出反应的基因的活性增加，NPAS4是由Npas4基因产生的蛋白质
当博士
高桥和他的同事将缺乏Npas4的小鼠暴露在光线下，抑制了数百个生物钟基因的反应
此外，动物的昼夜节律周期延长了大约一个小时，从正常的24小时延长到近25小时
总之，这些结果表明，Npas4是许多光诱导基因的主要调节者，这是昼夜节律系统如何工作的一个关键部分
高桥说
研究人员对生物钟的分子基础了解得越多
高桥补充说，他们可能越能操纵它来改善健康和福祉——例如，缓解时差或帮助轮班工人保持清醒或睡眠，以匹配他们的工作周期
这也可能导致对以异常睡眠/觉醒周期为特征的疾病的新治疗
对这项研究有贡献的其他研究人员包括徐品、斯特凡诺·贝托、阿什温尼库马·库尔卡尼、白永哈·郑、克里斯尚蒂·约瑟夫、金伯利·H
考克斯，金泰景，UT西南全部；还有迈克尔·E
哈佛医学院的格林伯格
博士；医生
高桥拿着大B
西南联大神经科学杰出主席
这项工作是与日内瓦科诺普卡实验室合作完成的
D
神经科学副教授，乔恩·加高自闭症研究学者，UTSW神经组学核心主任
分布式资源调度程序（Distributed Resource Scheduler的缩写）
高桥和科诺普卡是小彼得·奥唐奈的成员
大脑研究所
博士；医生
金是神经科学领域的杰出学者，也是安东内尔大脑研究所的成员
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