應西北工業大學王文教授的邀請,蘇州大學王晗教授和鍾英斌副教授共同參與合作研究揭示馴鹿丟失生物節律的新機制”,研究成果以馴鹿適應北極環境機制(“Biological adaptations in the Arctic cervid, the reindeer (Rangifer tarandus))爲題于621日在《Science》發表。該研究入選當期Science封面並配有評述文章,我院鍾英斌副教授爲本文的共同第一作者。該項研究由西北工業大學和中國農業科學院特産研究所牽頭,蘇州大學和挪威哥本哈根大學等單位參加。

地球24小時的自轉導致了一個白天和黑夜的循環,驅動著能量收集和能量儲存的日節奏。地球上的各類生物,從簡單的單細胞生物到各種動植物直至複雜的人類,爲適應地球的自轉所帶來的光、溫度等環境變化,産生了大約24h爲周期的生物節律現象,即生物鍾(Circadian clocks)。生物鍾調節可以發生在分子、生化、細胞、生理及行爲等各級水平,對各種基本的生命活動如睡眠、發育、生殖和免疫等發揮調控作用。北極地區的生存環境惡劣,冬季氣溫寒冷和食物貧乏,以及極長的的光照或黑暗期,然而,人們對北極生物是如何適應這種極端環境知之甚少。馴鹿(Rangifer tarandus)自然分布在北極和亞北極地區,是研究北極生物如何適應這種極端環境的理想物種。已有的研究表明,馴鹿沒有24小時的日節律,但是其內在分子機制尚不清楚。該項研究發現,馴鹿的生物鍾調控環路中的核心生物鍾基因(PER2)發生了馴鹿特異性的突變,導致PER2基因與另一個核心生物鍾基因(CRY1)無法結合,可能導致馴鹿喪失了晝夜節律分子鍾,從而能適應北極極晝和極夜的環境。這項研究揭示了馴鹿適應北極極晝或極夜的分子機制,爲北極及其它極端環境動物的適應提供了研究基礎。

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