动物如何知道午餐时间到了

研究人员揭示了安排进餐时间及其与日常周期同步的分子机制。

东京都立大学的研究人员进行了一项研究，利用果蝇来探索日常饮食模式的调节。他们发现卡西莫多(qsm)基因有助于使进食与光/暗周期同步，但在持续黑暗的情况下不起作用。在这些条件下，基因时钟(clk)和周期(cyc)维持进食和禁食周期。

此外，神经细胞内的其他“时钟”使这些周期与昼夜变化同步。了解控制饮食周期的分子机制可以增强我们对动物行为(包括人类行为)的理解。

适应环境暗示

动物王国的许多成员每天大约在同一时间进食。这是因为需要适应环境的各个方面，包括光线的多少、温度、食物的可用性、掠食者周围的机会，所有这些对于生存都至关重要。它对于有效的消化和新陈代谢也很重要，从而对于我们的整体健康也很重要。

果蝇规律进食周期背后的分子机制

研究小组发现，qsm 调节光/暗周期的同步，而神经元中的分子钟在持续的黑暗中接管了这一角色。另一方面，clk/cyc 基因有助于保持进食/禁食周期。图片来源：东京都立大学

但如此广泛的生物体如何知道何时进食呢?一个重要因素是昼夜节律，这是动物、植物、细菌和藻类等多种生物体所共有的大约每天的生理周期。它充当调节节奏行为的“主时钟”。但动物充满了其他计时机制，称为“外周时钟”，每种机制都有自己不同的生化途径。这些可以通过外部因素(例如喂养)来重置。但这些生物钟控制动物进食行为的具体方式尚不清楚。

果蝇研究见解

现在，由东京都立大学安藤香苗副教授领导的研究小组利用果蝇解决了这个问题，果蝇是一种模式生物，反映了包括人类在内的更复杂动物的许多特征。他们使用了一种称为 CAFE 测定的方法，通过微毛细管喂食果蝇，以准确测量单个果蝇在不同时间的进食量。首先，他们研究了苍蝇如何将饮食习惯与光同步。

通过研究果蝇在光/暗周期中的进食情况，之前的工作已经表明，即使在核心生物钟基因、周期(per)和永恒(tim)中引入突变，果蝇在白天也会进食更多。相反，研究小组研究了卡西莫多(qsm)，这是一种编码控制时钟神经元放电的光响应蛋白的基因。通过抑制 qsm，他们发现苍蝇的白天进食模式受到显着影响。我们第一次知道喂养与光介导节律的同步受到 qsm 的影响。

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