2007年05月22日 08:48
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图片说明：具有带状结构的Vivid蛋白决定着粗糙脉孢菌具有24小时的生物钟感光周期。
（图片来源：康奈尔大学） |
对几乎所有高等生物而言，生物钟调节着各种生理功能的时间。美国科学家的一项最新研究，揭示了一种真菌的生物钟——通过一种感光蛋白和一系列细胞内过程，将光能转化成化学反应的生理机制。该研究成果发表在5月18日的《科学》杂志上。
细胞内分子生物钟对于昼夜光照差异的不同响应，使整个生物体能够按照光照循环过程调节自身的新陈代谢，并形成能够适应环境变化的生理周期。这种机制在许多生命过程都起着重要的调控作用，比如，真菌的孢子生殖、植物花瓣的开与合以及人类的睡和醒等。
在最新的研究中，美国康奈尔大学化学与化学生物学系Brian Crane领导的小组在粗糙脉孢菌（Neurospora crassa）体内发现了一种机制，能够通过生物钟光传感器控制类胡萝卜素形成，保护该真菌机体不受太阳紫外光辐射伤害。科学家集中研究了一种名为Vivid的蛋白质，它包含有一个吸收光线的发色团（chromophore）。研究发现，该发色团会捕获光子，获得的能量将进一步触发一系列反应，最终导致Vivid蛋白表面的构象变化。而这些结构改变能够开启细胞内一系列级联活动，影响相关基因的表达，比如类胡萝卜素制造的“开”与“关”。
通过取代Vivid蛋白表面的单个硫原子或氧原子，研究人员发现，整个反应过程链被关闭，阻碍了该蛋白表面构象的变化，类胡萝卜素的制造也因此中断。
论文第一作者、康奈尔大学的Brian Zoltowski表示，“我们现在知道，这一蛋白质的构象变化与有机体的功能直接相关。”生物钟使真菌只在需要防护的时候才合成类胡萝卜素，而类似的“开关”很可能也存在于人类的睡眠机制中。
