2002生物钟研究重大突破:视网膜光受体的发现

【字体: 时间:2002年12月25日 来源:

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    [生物通讯]2002年,研究人员在了解光如何重设机体生物钟--也就是我们体内调节每日行为模式和生理节奏的时间表方面可以说是“中了头彩”。经过多年来对将光信号传递给哺乳动物生物钟的所谓的光受体细胞的苦苦追寻,致力于生物钟研究的生物学家已经发现了线索,但却始终未能找到答案。他们知道光受体一定存在于眼睛中,但眼部唯一的两种已知感光细胞--视杆细胞和视锥细胞,不是这项任务的承担者。去年冬季,5个独立的研究小组在哺乳动物视网膜中发现了一类全新的感光细胞,与大脑的生物钟直接相关。

    首先,研究人员在大鼠眼部的一小撮视网膜节细胞(retinal ganglion cell,RGC)中发现一种叫做黑视蛋白的色素。大多数RGC对光都没有反应,但含有黑视蛋白的GRC却能对光做出应答,这就使它们成为一类全新的早先未发现的光反应视网膜细胞。而且,研究人员还跟踪了这些视网膜细胞之间的连接,发现它们直接连接到座落着生物钟的大脑区域--视交叉上核(suprachiasmatic nucleus)。

    但这并不是全部。更近的神经解剖学研究证明,含黑视蛋白的RGC还与大脑控制各种无需成像视觉系统参与的光应答的区域相连,如瞳孔收缩和光对睡/醒状态的直接影响等,这使我们在无光的研讨会房间里昏昏欲睡,在开灯的夜晚可以整夜清醒。

    谜底的大部分都已经水落石出,但技术上的困难使研究人员无法证明黑视蛋白对光会产生化学应答。没有这个证据,一些人就不愿接受黑视蛋白作为RGC捕捉光的色素这一观点。现在,这个问题已经解决了:在上周的《科学》上(13 December, pp. 2211 and 2213),研究人员证明,缺少黑视蛋白的小鼠对光做出反应时不会正确设置其生物钟,这说明黑视蛋白就是捕捉和传递光信号的色素。

生物通编译自SCIENCE NOW

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