脉胞菌节律调控网络的鲁棒性

生物钟是生命活动以24小时左右为周期的波动,但是其一旦遭到扰乱,会导致严重后果.因而,保持其振荡的鲁棒性与周期长度(接近24小时)的鲁棒性是生物钟的核心问题.有研究发现,生物钟网络中除了一个主要的负反馈调节之外,通常都有其他的反馈调控机制,如脉胞菌的主要反馈是转录调控,但有额外的转录后调控.我们猜想:这些额外反馈调控主要用来维持生物钟的鲁棒性.我们在原有三变量脉胞菌模型基础上,增加了额外调控项,运用Matlab数值模拟,分别对比是否有额外调控的两种情况对环境的容忍程度,得以验证我们的猜想.进一步我们求出在保持振荡时,脉胞菌所能容忍的环境变化范围的理论值,对比理论值和模拟值,引入Hopf 分叉定理进行理论分析,为理解生物钟鲁棒性机理和相关疾病原因提供理论基础.     

解析生物钟

生物钟系统负责调控生物体内各种节律性生理活动，对该系统的研究正在三方面展开，即钟在器密组织中解剖定位，细胞内和细胞间的钟网络偶联，钟基因产物的表达和控制的分子时序。     

Q&A

Q:为什么人在打哈欠的时候听觉会减弱?(读者:汪超)A:人的听觉器官是耳,耳分为外耳、中耳和内耳三部分。外耳包括耳郭、外耳道和鼓膜;中耳包括鼓室和咽鼓管(又称为耳咽管);内耳由于其形状复杂,又被称为迷路。我们着重说说中耳。中耳的鼓室内含有与听觉有关的鼓膜张肌和镫骨肌。高强度的声刺激,能引起这两块听小肌发生反射性收缩,提高其张力,使由听小骨传人内耳的振动能量发生衰减,以保护内耳。鼓室有好几个开口:一个开口是外耳道,由鼓膜封闭;两个开口通向内耳;还有一个通过咽鼓管与咽部相通。咽鼓管的主要功能是引导鼻咽部的气体进入鼓室。咽鼓管的黏膜与鼻咽部的黏膜相连,     

从轻眠浅梦到沉睡深酣

俗话说"药补不如食补,食补不如觉补",说明我国古代人民早已认识到睡眠对健康的重要性。然而"求之不得,辗转反侧",从另一个侧面也说明睡眠问题古已有之。及至现代,生活节奏越来越快,各种睡眠问题也越来越多。随着生命科学研究的日益发展,对人类睡眠机制的了解也逐渐深入与全面。昼夜节奏的基因控制开关加利福尼亚大学的研究人员已经发现了控制人体内在生物钟基因机制的化学开关。他们的研究结果不仅详细阐述了人体的昼夜节奏,而且还给出了一个精确的、可以应     

转录物组学解析植物生长发育的生物钟调控模

基于拟南芥的时间序列的基因组芯片数据,分析了植物生长的昼夜调节模式相关的基因表达规律,发现有2.4%的基因的日振幅达到了显著差异水平.从整体基因转录组水平分析,白天诱导表达的基因主要参与调控植物与环境之间的相互作用,而夜晚表达上调的基因主要参与调节植物的生长发育.此外,植物叶绿素和血红素的生物合成也受到了生物钟的调控.对整个基因组水平上生物钟核心震荡调节子CCA1/LHY和TOC1的共表达基因做了基因组水平上的扫描鉴定,得到了一些新的潜在的生物节律调节因子.这些结果为今后更为系统地完善植物的生物节律的调控网络提供了参考.     

生物钟的研究、功能和机理——2017年度诺贝尔生理学或医学奖成果简析

 生物日节律（circadian rhythm）也叫昼夜节律,是以约昼夜24 h为周期的、在生命体中普遍存在的节律性生理生化和行为活动,是众多生物节律或生物钟的一种。美国的3位科学家杰弗理·霍尔（Jeffrey C.Hall）、迈克尔·罗斯巴什（Michael Ros-bash）和迈克尔·杨（Michael W.Young）因发现调节生物日节律行为的基因并阐明其作用原理获得了2017年的诺贝尔生理学或医学奖。这项工作揭示了一个普遍存在的基本生命现象的分子机理,对了解生命的运行原理以及生命在演化过程中与环境之间的相互作用有着重要的意义,同时也为治疗由于生物钟失常而导致的人类疾病和开发调控生物钟元件的药物奠定了基础。本文介绍生物节律的研究历史,解读生物节律的分子机理,展望生物节律研究的方向,并探讨其对人类健康和农业的意义。     

日本研究发现藻类生物钟基因

日本名古屋大学研究人员最近在藻类体内发现了6个生物钟基因,这项成果可能有助于科学家研究生物钟的进化。日本名古屋大学研究人员给单细胞生物衣藻注入萤火虫的荧光基因,培养出的衣藻细胞内的叶绿体会根据生物钟的活动而发光,还发现了多个衣藻的发光周期,他们分析后确定衣藻体     

生物钟眼药水的临床应用

青少年近视是当代的一个社会问题。应用生物钟原理研制出治疗青少年假性近视的生物钟眼药水,通过347例669只眼的临床应用,证实该眼药水对青少年假性近视有一定的疗效,平均增进率为48.5％,其余视力基本维持不变。具有副作用小,使用方便等优点。     

生命的节律

地球自诞生早期就开始了自转。自转使地球上很多环境因子跟着发生了周期性的变化,比如光线和温度的昼夜更替,呈现出24小时的规律性变化。为了适应这些环境因子的变化,地球上几乎所有的生物都进化出了生物钟系统,以调节生物体内的生理、生化、代谢反应和行为。研究人员发现,美国黄石公园地表生活着嗜极菌,它们只在夜间进行细胞分裂和增殖。黄石公园地表裸露,白天紫外线很强,而紫外线可以造成DNA的断裂和损伤,如果细菌在白天进行分裂,这些损伤就有可能因来不     

生物节奏对中长跑成绩的影响

生物钟的研究工作表明,所有生命活动都有其周期性变化,在此理论指导下,我们在100名男学生中,有计划的进行了千米中长跑实验。在早晨(5:30—6:30)、上午(10:30—11:30)、下午(16:00—17:00)测试的速度中,发现成绩有规律地受时间影响,成绩曲线图清楚地呈现“w”图型。实验证明:测试中长跑成绩的最佳时间是下午四时左右。如果在教学工作中应用生物钟理论也能提高中长跑成绩。