动物如何知道自己的午餐时间到了？

动物如何知道自己的午餐时间到了？这项研究得到了多个研究机构和基金的支持，加深了我们对进食行为昼夜节律的了解，并可为进食障碍的治疗提供参考。研究人员发现了安排进餐时间及其与日周期同步的分子机制。东京都立大学的研究人员利用果蝇进行了一项研究，探索日常进食模式的调节。他们发现，quasimodo（qsm）基因有助于使进食与光/暗周期同步，但在持续黑暗的环境中却不起作用。在这些条件下，基因时钟（clk）和周期（cyc）维持着进食和禁食周期。此外，神经细胞内的其他"时钟"也使这些周期与昼夜变化同步。了解控制进食周期的分子机制，可以加深我们对动物行为（包括人类行为）的理解。动物王国的许多成员每天都在大致相同的时间进食。这是因为需要适应环境的各个方面，包括光照的强弱、温度的高低、食物的可获得性、天敌出现的几率等，所有这些对生存都至关重要。此外，它对有效的消化和新陈代谢也很重要，因此对整体健康也很重要。研究小组发现，qsm调节着光/暗周期的同步，而神经元中的分子钟则在持续黑暗的环境中接管了这一角色。另一方面，clk/cyc基因有助于维持进食/空腹周期。资料来源：东京都立大学但是，如此广泛的生物是如何知道何时进食的呢？一个重要的因素就是昼夜节律，这是动物、植物、细菌和藻类等多种生物共享的一个大约每天一次的生理周期。昼夜节律是调节生物节律行为的"主时钟"。但是，动物体内还有其他计时机制，即所谓的"外围时钟"，每种机制都有自己不同的生化途径。外部因素（如进食）可以重置这些时钟。但这些时钟支配动物进食行为的具体方式尚不清楚。果蝇研究的启示现在，东京都立大学的安藤加奈惠副教授领导的研究小组利用果蝇解决了这一问题，果蝇是一种模式生物，它反映了包括人类在内的更复杂动物的许多特征。他们使用了一种称为CAFE试验的方法，即通过微毛细管给果蝇喂食，以精确测量每只果蝇在不同时间的进食量。首先，他们研究了苍蝇的进食习惯如何与光同步。在研究苍蝇在光/暗循环中进食时，先前的工作已经表明，即使对核心昼夜节律时钟基因--周期（per）和时间（tim）--进行突变，苍蝇也会在白天进食更多。研究小组转而研究了quasimodo（qsm）基因，该基因编码一种控制时钟神经元发射的光反应蛋白。通过敲除qsm，他们发现苍蝇的白天进食模式受到了显著影响。我们第一次知道，进食与光介导的节律同步会受到qsm的影响。在持续黑暗条件下摄食的蝇类则并非如此。核心昼夜节律时钟基因发生突变的苍蝇，其日常进食模式受到严重破坏。在涉及的四个基因[周期（per）、时间（tim）、周期（cyc）和时钟（clk）]中，cyc和clk基因的缺失要严重得多。事实上，研究发现，clk/cyc是形成双峰进食模式（即进食期和禁食期）的必要条件，尤其是在新陈代谢组织中。但这些周期是如何与天同步的呢？神经细胞中的分子钟基因而不是代谢组织发挥了主导作用。研究小组的发现让我们首次了解到生物体不同部位的不同时钟是如何调节进食/空腹周期的，以及它们是如何与昼夜节律相匹配的。对进食习惯背后机制的了解有望为动物行为提供新的见解，并为饮食失调提供新的治疗方法。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1393527.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1393527.htm