乘坐跨时区过夜航班或是经常倒夜班，常常会让人彻夜难眠。据最新一期《神经元》杂志报道，加拿大麦吉尔大学研究人员日前发现，该现象与蛋白合成这一基本生物学过程密切相关。这一发现将有助于治疗因跨时区旅行和倒夜班造成的睡眠障碍，以及抑郁症和帕金森氏症等慢性疾病。
地球自转产生白天和黑夜，给众生赋予了昼夜节律。在哺乳动物大脑中，“生物钟”驱动着睡眠、清醒、摄食及新陈代谢的生活节奏以及许多其他必要过程。大脑时钟的内部运作非常复杂，科学家们一直在探寻其背后的分子过程。
麦吉尔大学古德曼癌症研究中心生物化学教授内厄姆·索南伯格对蛋白合成如何在生物时钟内受控进行了研究。研究最终在生物时钟内发现了一个阻遏蛋白，去除该蛋白后，大脑生物钟功能将会得到令人惊奇的改善。
基于所有哺乳动物都有相似的生物钟，研究小组利用小鼠展开实验。实验小鼠缺乏一种称为4E-BP1的特殊蛋白，该蛋白可阻断蛋白合成这一重要功能。研究发现，缺乏该种蛋白的小鼠能更快地克服生物钟干扰。通过诱导类似时差这样的状态，缺乏该种蛋白的小鼠与正常小鼠相比适应时区改变的时间缩短了一半。
此外，研究人员还发现，一种对大脑时钟功能至关重要的小蛋白——血管活性肠肽（VIP）在缺乏4E-BP1的小鼠身上会相应增加。此一结果表明，生物钟功能紊乱可通过基因调控加以改善，这为治疗生物钟相关疾病开辟了一条新的途径。（记者 冯卫东）
圈点
天一黑眼一闭，一天就过去了——睡觉是动物适应昼夜现象的本能，人的意识很难干涉，所以聪明人未必睡得香。好消息是：随着若干“催眠蛋白质”和“清醒蛋白质”被发现，我们有可能不依靠化学安眠药改善睡眠质量。不过，我们还不知道这种未来疗法是否有副作用。大脑实在是复杂得很，减少一种蛋白质在改善一项功能的同时，也可能阻碍另一种功能。（生物谷 Bioon.com）
生物谷推荐的英文摘要
Neuron doi: 10.1016/j.neuron.2013.06.026
Translational Control of Entrainment and Synchrony of the Suprachiasmatic Circadian Clock by mTOR/4E-BP1 Signaling
Ruifeng Cao1, Barry Robinson2, Haiyan Xu3, Christos Gkogkas1, Arkady Khoutorsky1, Tommy Alain1, Akiko Yanagiya1, Tatiana Nevarko1, Andrew C. Liu3, Shimon Amir2, , , Nahum Sonenberg
Protein synthesis is critical for circadian clock function, but little is known of how translational regulation controls the master pacemaker in mammals, the suprachiasmatic nucleus (SCN). Here we demonstrate that the pivotal translational repressor, the eukaryotic translational initiation factor 4E binding protein 1 (4E-BP1), is rhythmically regulated via the mechanistic target of rapamycin (mTOR) signaling in the SCN and preferentially represses vasoactive intestinal peptide (Vip) mRNA translation. Knockout (KO) of Eif4ebp1 (gene encoding 4E-BP1) leads to upregulation of VIP and higher amplitude of molecular rhythms in the SCN. Consequently, the 4E-BP1 null mice exhibit accelerated re-entrainment to a shifted light/dark cycle and are more resistant to the rhythm-disruptive effects of constant light. Conversely, in Mtor+/− mice VIP expression is decreased and susceptibility to the effects of constant light is increased. These results reveal a key role for mTOR/4E-BP1-mediated translational control in regulating entrainment and synchrony of the master clock.
