動物如何知道午餐時間到了

研究人員揭示了安排進餐時間及其與日常周期同步的分子機制。

東京都立大學的研究人員進行了一項研究，利用果蠅來探索日常飲食模式的調(diào)節(jié)。他們發(fā)現(xiàn)卡西莫多(qsm)基因有助于使進食與光/暗周期同步，但在持續(xù)黑暗的情況下不起作用。在這些條件下，基因時鐘(clk)和周期(cyc)維持進食和禁食周期。

此外，神經(jīng)細胞內(nèi)的其他“時鐘”使這些周期與晝夜變化同步。了解控制飲食周期的分子機制可以增強我們對動物行為(包括人類行為)的理解。

適應(yīng)環(huán)境暗示

動物王國的許多成員每天大約在同一時間進食。這是因為需要適應(yīng)環(huán)境的各個方面，包括光線的多少、溫度、食物的可用性、掠食者周圍的機會，所有這些對于生存都至關(guān)重要。它對于有效的消化和新陳代謝也很重要，從而對于我們的整體健康也很重要。

果蠅規(guī)律進食周期背后的分子機制

研究小組發(fā)現(xiàn)，qsm 調(diào)節(jié)光/暗周期的同步，而神經(jīng)元中的分子鐘在持續(xù)的黑暗中接管了這一角色。另一方面，clk/cyc 基因有助于保持進食/禁食周期。圖片來源：東京都立大學

但如此廣泛的生物體如何知道何時進食呢?一個重要因素是晝夜節(jié)律，這是動物、植物、細菌和藻類等多種生物體所共有的大約每天的生理周期。它充當調(diào)節(jié)節(jié)奏行為的“主時鐘”。但動物充滿了其他計時機制，稱為“外周時鐘”，每種機制都有自己不同的生化途徑。這些可以通過外部因素(例如喂養(yǎng))來重置。但這些生物鐘控制動物進食行為的具體方式尚不清楚。

果蠅研究見解

現(xiàn)在，由東京都立大學安藤香苗副教授領(lǐng)導的研究小組利用果蠅解決了這個問題，果蠅是一種模式生物，反映了包括人類在內(nèi)的更復(fù)雜動物的許多特征。他們使用了一種稱為 CAFE 測定的方法，通過微毛細管喂食果蠅，以準確測量單個果蠅在不同時間的進食量。首先，他們研究了蒼蠅如何將飲食習慣與光同步。

通過研究果蠅在光/暗周期中的進食情況，之前的工作已經(jīng)表明，即使在核心生物鐘基因、周期(per)和永恒(tim)中引入突變，果蠅在白天也會進食更多。相反，研究小組研究了卡西莫多(qsm)，這是一種編碼控制時鐘神經(jīng)元放電的光響應(yīng)蛋白的基因。通過抑制 qsm，他們發(fā)現(xiàn)蒼蠅的白天進食模式受到顯著影響。我們第一次知道喂養(yǎng)與光介導節(jié)律的同步受到 qsm 的影響。

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