我们细胞的内部时钟受到机械力的影响

　　IBEC的研究人员揭示了机械力如何破坏细胞中的生物钟，即控制日常生理变化的机制。这一发现可能有助于更好地理解衰老和特定疾病，如某些类型的癌症，其特征是昼夜节律调节受损。

　　

生物体内有一个被称为生物钟的生物周期，使它们能够适应地球自转引起的环境变化。这种生物钟调节重要的生理过程，包括睡眠、新陈代谢、荷尔蒙波动、体温和血压。2017年，诺贝尔医学奖授予了在理解控制这一复杂系统的机制方面取得重大突破的研究人员。

生物钟的正常运作对生物预测和调整昼夜变化的生理机能至关重要。生物钟与外部环境不协调的一个例子是所谓的时差现象，在这种情况下，个人在短时间内跨越多个时区时会经历生理上的中断。

由ICREA研究教授、IBEC综合细胞和组织动力学负责人Xavier Trepat领导的一组研究人员在揭示生物钟的内部运作方面取得了重大进展。他们成功地描述了外部物理力量破坏细胞生物钟的机制。这项突破性的研究由IBEC和巴塞罗那的庞培法布拉大学合作完成，昨天发表在《细胞生物学杂志》上。

YAP蛋白:对生理力量做出反应的内部时钟解除管制的关键

在哺乳动物中，中央生物钟位于大脑中，主要由光线调节。然而，每个细胞都有自己的内部时钟，可以感知并适应微环境。

“最近的研究表明，机械力有能力扰乱生物钟。我们现在展示的是这种情况发生的分子机制。”

该研究的第一作者之一Juan F. Abenza说。

通过使用小鼠成纤维细胞(负责维持结构完整性的结缔组织细胞)进行体外实验，研究人员观察到生物钟的失调与YAP蛋白(Yes-Associated protein)有关。有趣的是，这种蛋白还控制细胞增殖，并在各种类型癌症的转移发展中发挥作用。

YAP蛋白作为外部机械信号的汇聚点，使细胞能够感知其环境的刚性。YAP最初以无活性形式存在于细胞质中，在机械刺激下被激活。一旦被激活，它就会转移到细胞核，在那里它会选择性地影响特定的“目标”基因，对最初的刺激产生反应。

研究人员利用先进的技术，如共聚焦显微镜、微加工和定制的计算机分析，在细胞水平上研究生物钟的功能。通过对细胞施加受控的机械、生化和遗传扰动，他们发现受YAP影响的“靶”基因之一是Rev-erbα，这是一个参与生物钟调节的中心基因。

“当物理力量影响细胞时，YAP蛋白从细胞质转移到细胞核，通过影响rev - erba基因破坏昼夜节律振荡。”

该研究的第一作者之一Leone Rossetti说。

YAP改变细胞节律的发现为生物钟调节增加了一个新的维度。它提供了有助于解释癌细胞和衰老过程中生物钟功能失调的因素。

这项研究的负责人Xavier Trepat也是巴塞罗那大学(UB)的教授和Investigación生物材料与纳米医学Bioingeniería中心(CIBER-BBN)的成员。