生物鐘調控一氧化氮(NO)信號的研究.pdf

1、生物鐘，又稱近晝夜鐘或節(jié)律（circadian clock or circadian rhythms），是以大約24小時為周期的生物節(jié)律現(xiàn)象。生物鐘是生活在地球上的各種生命對地球每日光和溫度的循環(huán)變化長期適應和演化的結果。從簡單的單細胞細菌到復雜的人都有近晝夜節(jié)律。
　　在哺乳動物中，同步內部時間和外界環(huán)境的因素主要是光因子。對處于持續(xù)黑暗中的小鼠施以簡短的曝光處理，能夠引起時相遷移。谷氨酸是被普遍認為的能夠介導光誘導的神經遞質。

2、已有研究表明，用谷氨酸短暫處理小鼠視交叉上核能引起小鼠類似光時相遷移，這種變化可以被NMDAR(N-甲基-D-天冬氨酸受體，谷氨酸受體)抑制劑和一氧化氮（NO）信號有效地阻止。NO，作為一種多功能氣體信號分子,影響各種生命過程。然而關于一氧化氮和生物鐘之間的關系及作用機制卻知之甚少。
　　在本研究中，斑馬魚幼魚的DAF-FM DA熒光染色結果顯示在發(fā)育初期一氧化氮信號主要定位在斑馬魚的心臟、脊索、匙骨和尾鰭部位并呈現(xiàn)節(jié)律性累積。一

3、氧化氮是由一氧化氮合成酶(NOS)催化合成的。斑馬魚基因組含有nos1、nos2a、nos2b三個一氧化氮合成酶。為了闡明一氧化氮節(jié)律性產生的分子機制，我們利用實時熒光定量PCR對斑馬魚的三個一氧化氮合成酶(nos1， nos2a，nos2b)的mRNA表達水平進行檢測，結果表明三個nos基因在LD(Light：Dark)和DD（Constant Darkness）狀態(tài)下都有節(jié)律性震蕩。為了更好地闡明其表達模式，我們構建了nos2a和n

4、os2b的轉基因魚，證明了一氧化氮合成酶確實受到內在的生物鐘控制。同時我們構建了由三個nos啟動子驅動的熒光素酶報告系統(tǒng)，進行了體外的細胞共轉染實驗，發(fā)現(xiàn)三個一氧化氮合成酶的節(jié)律性表達并不受E-box介導的Bmal1b/Clock1a二聚體和RRE元件介導的Rorα調控而是受D-box元件介導的Tefα調控。說明一氧化氮合成酶受到生物鐘控制并不是通過E-box和RRE元件，而是通過D-box受到生物鐘控制。另一方面，上半夜對幼魚實施以1

5、00μM的SNP(NO供體)處理使斑馬魚時相延遲，而下半夜100μM的SNP的處理使斑馬魚幼魚的總體活動量明顯高于野生型斑馬魚，并縮短了斑馬魚幼魚的活動周期。我們同時發(fā)現(xiàn)上半夜對幼魚的SNP處理使bmal1b和clock1a基因表達水平上調，而per2和cry1ab的表達水平則下調，在下半夜的SNP處理則使bmal1b和clock1a基因表達不再震蕩，per2和cry1ab的表達水平下調。說明一氧化氮信號也能夠影響內在生物鐘、鐘基因及其