通过揭示核心蛋白的互作网络及调控路径,突破了传统理论对昼夜节律信号传递的局限性认知。
关键突破与科学空白填补
1.核心蛋白互作机制的新发现
传统研究认为生物钟核心蛋白(如CLOCK、BMAL1)通过简单结合驱动基因转录。
- 新发现:团队首次解析出磷酸化修饰位点的动态调控作用,证明其通过构象变化影响蛋白稳定性(见表1)。
蛋白名称 | 传统认知功能 | 本研究揭示的新机制 |
---|---|---|
CLOCK | 基因转录激活 | 磷酸化介导核质穿梭 |
PER2 | 周期长度调节 | 泛素化降解路径新调控点 |
2.环境信号整合机制的阐明
此前领域内对光/温度信号如何耦合生物钟分子缺乏系统解释:
- 发现光敏蛋白CRY1与热激蛋白HSP90的协同作用,揭示环境信号输入的双通路模型(图1)。
- 验证温度波动通过表观遗传修饰影响节律基因表达,填补环境适应性机制的空白。
3.疾病关联的分子路径突破
针对睡眠障碍、代谢综合征等疾病:
- 定位BMAL1突变体导致节律紊乱的功能结构域,为靶向药物设计提供依据;
- 证明生物钟蛋白与胰岛素通路交叉调控,解释代谢疾病的时间依赖性特征。
4.跨物种保守性研究扩展
通过比较果蝇、小鼠和人类生物钟网络:
- 发现REV-ERBα在高等生物中的功能进化,阐明其从辅助因子到核心调控元件的转变;
- 揭示微生物钟与宿主节律同步化的分子基础。