人體內生物鐘工作的原理
研究人員已經發現了人體內生物鐘工作的原理。他們說兩種基因——週期和隱花色素(基因)——使人體內所有細胞內的生物鐘準時，在一天24小時內保持適當的節奏，並且跟隨季節變化。
這一發現的深刻影響了癌症、糖尿病、代謝綜合徵、失眠、季節性情緒失調、肥胖、甚至是時差等疾病的藥物的研發。“長期以來，人們一直試圖找出這些生物鐘基因之間的相互作用方式。”哲學醫學雙料博士阿齊茲·珊卡博士、生物化學和生物物理學教授莎拉·格雷厄姆·凱南以及《基因和發展》論文的資深作者說道。
我們已經知道了參與每日節律生成的四種蛋白，但不清楚它們具體的`作用。現在我們知道了所有細胞種的生物鐘是如何重置的。所以我們對如何利用這些蛋白質來達到某些療效有了更好的想法。在所有人類細胞中有四種基因：隱花色素、週期、時鐘和BMAL1，這四種基因共同作，控制著人體的血壓變化、體溫升降和休眠週期等生理活動的週期性變化。
此前，科學家們發現，時鐘和BMAL1串聯後方能啟動生物鐘。這些基因與其他基因相連線，並控制著其表達蛋白質的開關。這允許大腦細胞等細胞，按照我們的需要開始新的一天。具體來說，時鐘和BMAL1與一對稱為時期和隱花色素基因相連線，控制其蛋白質的表達，幾經修改後最終能夠控制時鐘和BMAL1的活動。最後當週期和隱花色素蛋白質降解後，生物鐘再次開啟。
“這是一個反饋迴路。”珊卡說道，她在1998年發現了隱花色素。“其抑制需要24小時，這就我們觀察到一天內基因的活性先上升然後下降的原因。我們所做的就是展示整個生物鐘實際上是如何工作，”珊卡說：“現在，當我們篩選以這些蛋白質為目標的藥物時，我們知道了會得到不同的效果以及我們觀察到這些結果的原因。無論是治療時差、季節性情緒失調以及控制和最佳化癌症治療中，我們都必須知道時鐘的這個工作原理。”
這項研究之前，在2010年，珊卡的實驗室發現的一種叫做XPA的酶，能都增加和減少生物鐘與時間24小時週期的同步性。珊卡的團隊建議，當XPA處於最低水平時進行化療是最有效的。對於人類來說，就是下午的晚些時候。“這意味著DNA修復由生物鐘控制的，”珊卡說：“這也意味著，癌細胞的生物鐘可能以癌症藥物為目標，以讓其他的療法更為有效。”
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