馬薩諸塞大學(xué)阿默斯特分?；瘜W(xué)教授Michelle Farkas最近獲得了美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院 125 萬美元的資助，用于開發(fā)下一代工具來跟蹤和操縱細(xì)胞中的晝夜節(jié)律，幫助研究人員了解這種節(jié)律的作用在疾病中玩耍。
生物鐘是一種幫助身體對(duì)一天中的時(shí)間做出反應(yīng)的內(nèi)部系統(tǒng)。生物鐘有助于調(diào)節(jié)人體的許多不同過程，包括睡眠-覺醒周期、體溫、血壓、食物攝入量、激素釋放、心臟功能、免疫反應(yīng)和新陳代謝。在細(xì)胞水平上，生物鐘也在細(xì)胞增殖、代謝和 DNA 損傷修復(fù)中發(fā)揮作用。盡管研究人員多年來已經(jīng)知道生物鐘日常節(jié)律的變化會(huì)導(dǎo)致各種疾病，包括各種癌癥，但我們尚不清楚當(dāng)生物鐘改變時(shí)細(xì)胞水平上到底出了什么問題。
“我們可以生成細(xì)胞的靜態(tài)快照，”Farkas 說，“但它們不會(huì)告訴你那么多。我們需要工具來幫助我們跟蹤細(xì)胞內(nèi)隨時(shí)間發(fā)生的動(dòng)態(tài)變化。” 只有這樣，研究人員才能開始了解當(dāng)生物鐘改變時(shí)會(huì)發(fā)生什么。
Farkas 的團(tuán)隊(duì)計(jì)劃在未來五年內(nèi)采取雙管齊下的方法。首先，他們將開發(fā)跟蹤蛋白質(zhì)(細(xì)胞的組成部分)生產(chǎn)的新方法，包括在晝夜節(jié)律改變的情況下。為此，法卡斯和她的同事將繼續(xù)開發(fā)工具，讓研究人員能夠觀察多個(gè)基因同時(shí)產(chǎn)生的蛋白質(zhì)。“這些被稱為‘記者’的下一代工具將使我們能夠跟蹤不同組件的過程，為我們提供更清晰、更完整的畫面。”
Farkas 和她的同事們還通過直接靶向核心晝夜節(jié)律蛋白，開發(fā)了“擾亂”或改變細(xì)胞晝夜節(jié)律的新方法。通過使用他們的記者來追蹤處于細(xì)胞生物鐘核心的蛋白質(zhì)，該團(tuán)隊(duì)將能夠改變晝夜節(jié)律并觀察細(xì)胞如何反應(yīng)——包括導(dǎo)致癌癥發(fā)展的反應(yīng)。
“癌癥是一個(gè)復(fù)雜、動(dòng)態(tài)的過程，” Farkas 說，他在 UMass Amherst 的實(shí)驗(yàn)室得到了應(yīng)用生命科學(xué)研究所(IALS) 的支持，該研究所結(jié)合了來自 UMass Amherst 校區(qū) 29 個(gè)部門的深厚和跨學(xué)科的專業(yè)知識(shí)，將基礎(chǔ)研究轉(zhuǎn)化為有益于人類健康和福祉的創(chuàng)新。
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