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Cell:瑞士学者肝脏的大小随昼夜节律变化

摘要 : 近日,国际著名学术杂志《Cell》杂志在线发表了瑞士日内瓦大学Ueli Schibler研究组和瑞士雀巢健康科学研究院Frédéric Gachon研究组合作的一篇研究论文,论文揭示了肝脏的大小也会随着昼夜节律发生变化。
近日,国际著名学术杂志《Cell》杂志在线发表了瑞士日内瓦大学Ueli Schibler研究组和瑞士雀巢健康科学研究院Frédéric Gachon研究组合作的一篇研究论文,论文揭示了肝脏的大小也会随着昼夜节律发生变化。 肝脏是一个非常多功能的器官,它负责给血液解毒,还帮助调节新陈代谢,即使移除近三分之二的肝脏,它仍可以再生。但本研究表明肝脏比我们所预想的更加独特。当小鼠醒着时,它们的肝脏尺寸增长了近50%,然后在睡眠时又缩回到原来的大小。这样的循环一天天周而复始,这是研究人员所知的唯一出现这种周期的器官。 先前的肝脏超声研究表明,人类的肝脏也存在上述尺寸变化。但这次科学家首次鉴别出了驱动这一过程的细胞机制,并将其与昼夜节律联系起来。 科学家用小鼠进行了实验,小鼠与人类一样具有为期24小时的昼夜节律,只不过它们是夜行性的——它们在黑夜里觅食和跑动,而在白天睡觉。 该团队的研究显示,在夜间小鼠活动和进食时,肝脏达到最大效率,并在增大将近一半;而当小鼠在白天睡觉时,肝脏又缩回到初始大小。 “我们观察到,小鼠的肝脏大小在活动期间逐渐增加,在夜晚快结束时达到高峰,增加40%以上。”日内瓦大学的研究员Flore Sinturel说道。 这不仅是由于肝细胞自身的增大,肝细胞中蛋白质含量也在小鼠活动期间增加。每个细胞中核糖体(负责产生蛋白质的细胞器)的数量也随着小鼠的昼夜节律波动。 但是肝脏尺寸并不仅由光周期控制,研究团队发现,当小鼠的正常生物节律逆转,被迫在白天而不是在晚上保持清醒时,这种肝脏增长和缩小的模式不再保持,即使它们的进食量一如从前。 来自瑞典雀巢健康科学研究院的另一团队成员 Frédéric Gachon 说:“同样的食物,换成在白天喂食时,小鼠的肝脏和肝细胞的大小及其中核糖体和蛋白质含量几乎保持稳定。” 这是研究人员首次发现肝脏是如何响应昼夜节律及进食-禁食周期,产生波动。下一步的工作便是测试同样的情形是否也发生在人类身上并受同一生物机制控制。 随着现代生活而来的高糖、高脂肪和高酒精的饮食本就给肝脏增添了负担,如果上述的肝脏变化也存在于人类的话,说明我们不受昼夜节律约束的生活方式(不按时吃饭、作息日夜颠倒等)或许也在进一步影响着肝脏的性能。 原文链接: Diurnal Oscillations in Liver Mass and Cell Size Accompany Ribosome Assembly Cycles 原文摘要: The liver plays a pivotal role in metabolism and xenobiotic detoxification, processes that must be particularly efficient when animals are active and feed. A major question is how the liver adapts to these diurnal changes in physiology. Here, we show that, in mice, liver mass, hepatocyte size, and protein levels follow a daily rhythm, whose amplitude depends on both feeding-fasting and light-dark cycles. Correlative evidence suggests that the daily oscillation in global protein accumulation depends on a similar fluctuation in ribosome number. wheras rRNA genes are transcribed at similar rates throughout the day, some newly synthesized rRNAs are polyadenylated and degraded in the nucleus in a robustly diurnal fashion with a phase opposite to that of ribosomal protein synthesis. based on studies with cultured fibroblasts, we propose that rRNAs not packaged into complete ribosomal subunits are polyadenylated by the poly(A) polymerase PAPD5 and degraded by the nuclear exosome. 来源: Cell 浏览次数:0
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