💡这项突破是什么?
昼夜节律广泛存在于地球上的生物体中,是生物体预知并响应环境的昼夜变化的重要机制。昼夜节律在维持生理稳态和人体健康中发挥着关键作用,其紊乱可能引发睡眠障碍、肥胖、免疫力下降等疾病,并增加癌症及精神疾病的风险,对人类健康构成严重威胁。
生物钟是昼夜节律的分子机制,以转录-翻译负反馈环路(transcription–translation feedback loop, TTFL)的形式发挥功能。TTFL模型是20世纪90年代提出的,目前在不同生物钟系统中得到了广泛应用。然而,随着研究的深入,TTFL理论面临诸多挑战。例如,尽管真核生物的生物钟架构高度相似,但核心组分却存在显著差异。例如,植物缺乏与动物PERIOD蛋白相似的生物钟成分,这表明当前发现的TTFL机制可能无法解释真核生物钟系统的共同起源。此外,仅依赖高能耗的转录和翻译过程,或许难以支撑长达24小时的节律振荡。而从结构生物学角度来看,迄今仍无法在真核生物体外重建类似蓝藻PTO系统的24小时TTFL振荡。这些证据均指向一个核心问题:单靠TTFL机制,难以解释真核生物钟的起源及其24小时震荡的维持,因此昼夜节律的调控机制仍需进一步探索。
2025年3月26日,北京生命科学研究所/清华大学生物医学交叉研究院张二荃实验室在《Nature》发表题为“The P-loop NTPase RUVBL2 is a conserved clock component across eukaryotes”的研究论文。该研究在其团队2020年发表于《Science Translational Medicine》的论文“Chemical perturbations reveal that RUVBL2 regulates the circadian phase in mammals”基础上,进一步揭示了RUVBL2作为真核生物钟的共同核心成分,并支持了最初在蓝藻中发现的“缓慢ATP酶活性是生物钟共同特征”的观点。
在2020年的研究中,张二荃实验室发现RUVBL2——一种低水解活性的AAA+ ATPase



