Science：挑战生物钟传统认知，多指挥的管弦乐队

当你的工作轮调到上夜班时，你的体重有可能会因此猛增；当你在每个工作日的早上 7 点醒来，周末却一直睡到正午时，你的周六和周日有可能会过得晕晕乎乎。

来自密歇根大学的助理教授 Orie Shafer 表示：“生物钟驱使我们的生活按照一定的节律运转，破坏这些周期会导致严重的身体和情绪问题。”现在，来自 Shafer 和博士生姚泽鹏（Zepeng Yao，音译）的一些新研究发现，挑战了关于我们的生物钟组织机制的普遍认知，表明支配昼夜节律的神经元之间的相互作用比原来认为的更为复杂。

研究人员针对果蝇的生物钟神经元网络展开了研究。果蝇的生物钟神经元网络功能与哺乳动物相似，但它只有 150 个生物钟神经元则比哺乳动物要简单的多。过去，科学家们认为 8 个生物钟神经元主群充当了剩余 142 个生物钟神经元的引导者——就如同领导管弦乐队的指挥，赋予了果蝇生物钟节律。人们认为相同的原理也适用于哺乳动物。

姚泽鹏表示，生物钟神经元之间的相互作用决定了昼夜节律的强度和速度。因此，当研究人员采用遗传方法改变 8 个主要引导者的生物钟速度时，他们可以检测这一指挥者单独支配整个管弦乐队的情况。他们发现没有环境信号，乐队不会像以前认为的那样遵从于指挥。

一些果蝇完全丧失了时间感，另一些同时显示两种不同的睡眠周期，一种周期遵循 8 个主神经元组，另一种周期则遵从其他一些神经元组。

Shafer 表示：“研究结果表明，并非整个管弦乐队听从一个指挥，乐队中的一部分遵从于不同的指挥或根本不听指挥。”

研究结果表明，并非存在一组主要的引导神经元，而是由许多独立的生物钟构成了生物钟网络，每个生物钟都驱动了活动节律。 Shafer 和姚泽鹏怀疑相似的组织也存在于哺乳动物中。

姚泽鹏说：“更好地了解生物钟机制是尝试减轻生理节律紊乱造成不良影响的关键。”

轮班导致的生物钟混乱与糖尿病、肥胖、压力、心脏病、情绪障碍、癌症等等疾病有关。国际癌症研究署将破坏生物钟的轮班工作归类于与紫外线辐射相等的人类致癌原。

原始出处：

Z. Yao, O. T. Shafer. The Drosophila Circadian Clock Is a Variably Coupled Network of Multiple Peptidergic Units. Science 28 March 2014; DOI: 10.1126/science.1251285