生物钟几乎存在于生物体的所有细胞中。随着越来越多的证据表明某些器官中的时钟可能不同步，有必要在本地调查和重置这些时钟。来自荷兰和的科学家向激酶抑制剂引入了光控开/关开关，这会影响时钟功能。这使他们能够控制培养细胞和外植组织中的生物钟。他们于 5 月 26 日在 Nature Communications 上发表了他们的结果。
地球上的生命以 24 小时为周期进化;光明与黑暗，炎热与寒冷。“因此，我们的细胞与这些 24 小时的振荡同步，”格罗宁根大学医学中心放射化学教授 Wiktor Szymanski 说。我们的生物钟由视交叉上核(大脑中视神经正上方的区域)中的中央控制器调节，但我们所有的细胞都有自己的时钟。这些时钟由某些蛋白质的产生和分解引起的振荡组成。
灯开关
第一作者、有机化学教授 Ben Feringa 领导的小组的博士生 Dušan Kolarski 补充说：“越来越清楚的是，这些生物钟可能会在器官或组织中被破坏，这可能会导致疾病。”而且，当然，我们都知道时差是由跨时区旅行引起的，或者是由夏令时切换或从夏令时切换引起的问题。他补充说：“我们对细胞如何协调这些振荡或如何影响身体(例如，如果一个肾脏与身体其余部分的相位不同)知之甚少。”
为了研究这些影响，拥有一种影响时钟并可以局部激活的药物会很有用。后者是Szymanski和Feringa小组以前做过的事情。他们创造了几种化合物，如抗生素或抗癌药物，可以用光打开和关闭。此前，名古屋大学转化生物分子研究所副教授、昼夜节律生物学家Tsuyoshi Hirota开发了一种激酶抑制剂longdaysin，可将生物钟减慢至持续长达48小时的周期。Kolarski 为这个 longdaysin 安装了一个电灯开关，允许他分别用紫光和绿光激活或停用化合物。
时区
Kolarski 花了数年时间开发这种改编，但结果非常值得付出努力。“这是一次真正的科学“环法自行车赛”，也是跨学科合作的一个很好的例子，Feringa 补充道。格罗宁根大学的科学家们与他们在名古屋大学的同事一起展示了如何通过用长日辛衍生物处理将培养细胞的周期从 24 小时延长到 28 小时。绿灯灭活使周期回到刚刚超过 25 小时，随后用紫光重新激活使周期回到 28 小时。“我们还在小鼠视交叉上核的组织切片中使用了它，”Kolarski 说。'用longdaysin衍生物治疗几天后，振荡减慢到26小时的周期，并在绿灯灭活后恢复到24小时的周期。“这种可逆调节将提供一种新方法来分析每个细胞中的生物钟在组织水平上的组织方式，从而更深入地了解复杂的生物钟系统，”Hirota 补充道。
科学家们还调整了培养细胞的周期阶段：longdaysin 衍生物的三天激活和失活导致 24 小时周期的变化长达 6 小时。这就像单元格与不同的时区同步。这些实验是原理的证明，将使科学家能够更详细地研究生物钟。下一步将是在动物中使用 longdaysin。Kolarski：'原来的longdaysin，没有开关，以前曾在斑马鱼中使用过。我们非常想在小鼠中对其进行测试。目的不是解决时差问题，而是研究 longdaysin 对生理的影响。
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