PNAS：发现一个对生物钟正常运转很重要的新基因---Tango10

2021年11月21日讯/生物谷BIOON/---生命是按照24小时的时间表安排的。这种有规律的节奏的核心是昼夜节律（即生物钟），几乎每个器官、组织和细胞类型中都有计时器。当生物钟出现问题时，可能会导致睡眠中断或各种疾病。

在一项新的研究中，来自美国西北大学、新泽西理工学院、韩国科学技术研究院和国立蔚山科学技术院的研究人员鉴定出一个新的称为Tango10的基因，它对日常行为节律至关重要。该基因参与了一种分子通路，核心昼夜节律钟（“齿轮”）通过该通路控制生物钟的细胞输出（“指针”），以控制每天的睡眠-觉醒周期。相关研究结果发表在2021年11月23日的PNAS期刊上，论文标题为“The E3 ubiquitin ligase adaptor Tango10 links the core circadian clock to neuropeptide and behavioral rhythms”。

虽然这项研究是利用黑腹果蝇完成的，但是这些研究结果对人类有影响。对这一通路如何起作用的了解可能会导致帮助解决睡眠问题的治疗方法，并可能阐明与生物钟有关的人类疾病，如抑郁症、神经退行性疾病和代谢性疾病。

论文通讯作者、西北大学昼夜节律专家Ravi Allada博士说，“科学家们对生物钟的‘齿轮’了解很多，但是对‘指针’，即产生行为的地方，了解不多，而且这两者之间的联系也了解不多。我们想更好地了解每天‘唤醒信号’的分子基础，该信号提醒动物是时候醒来了。在这项新的研究中，我们专注于控制睡眠-觉醒周期的起搏神经元（pacemaker neuron），并使用基因筛选来确定调节这些神经元的基因。”

除了在Allada实验室进行果蝇实验外，Allada团队还与新泽西理工学院的Casey Diekman和Matthew Moyeat合作，进行了计算模型实验。

在Tango10突变体sLNv中，生物钟振荡受到抑制。图片来自PNAS, 2021, doi:10.1073/pnas.2110767118。

Allada团队筛选了一些他们认为可能对果蝇的昼夜节律钟运行和行为很重要的基因。通过这个过程，他们发现了一个名为Tango10的基因。当他们敲除这个基因时，果蝇失去了正常的24小时行为节律。某些钾电流减少，很可能导致神经元过度活跃，并促成了正常节律的丧失。

在果蝇的正常情况下，Tango10蛋白的水平随着昼夜节律的变化而上升和下降，这可以调节起搏神经元的活动，使其上升和下降，这反过来可以驱动果蝇的睡眠-觉醒周期和行为。在缺乏Tango10基因的果蝇中，这种日常节律受到破坏。

Allada说，“我们的发现填补了我们对生物钟的核心齿轮如何控制指针的理解中的一个分子空白。”（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

Jongbin Lee et al. The E3 ubiquitin ligase adaptor links the core circadian clock to neuropeptide and behavioral rhythms. PNAS, 2021, doi:10.1073/pnas.2110767118.