韓國數(shù)學(xué)家解開60年之久的生物鐘秘密

生物鐘之謎

     據(jù)韓國東亞日報(bào)報(bào)道,韓國科學(xué)技術(shù)院(KAIST)數(shù)理科學(xué)系教授金在景利用數(shù)學(xué)模型,解開了即使溫度改變,生物鐘也會(huì)按時(shí)運(yùn)作的原理,引起人們關(guān)注。 
    生物鐘起到維持24小時(shí)周期的生物節(jié)律的作用,晚上9點(diǎn)左右開始分泌睡眠荷爾蒙“將黑素”,提醒人們睡覺,早上7點(diǎn)左右會(huì)讓人醒來。但是普通的生物化學(xué)反應(yīng),隨著溫度上升,反應(yīng)速度也會(huì)加快。也就是說,身體發(fā)熱或在夏季,睡眠時(shí)間可能會(huì)縮短。幸運(yùn)的是,人體生物鐘與溫度變化無關(guān),能保持穩(wěn)定。這種性質(zhì)雖然早在1954年就被發(fā)現(xiàn),但至今人們依舊沒搞清楚其運(yùn)作原理。雖然許多生物學(xué)家和數(shù)學(xué)家發(fā)表了各種假設(shè),但是每次驗(yàn)證都失敗了。
    金在景教授的研究發(fā)現(xiàn),生物鐘的核心即蛋白質(zhì)“Period2”分解的樣子很特別。普通蛋白質(zhì)會(huì)隨著時(shí)間的推移迅速分解。Period2反復(fù)進(jìn)行快速分解后,分解過程變慢,并以階梯形態(tài)減少。
    他提出兩種假設(shè),并利用微分方程式進(jìn)行了分析,結(jié)果表明Period2存在快速分解法與緩慢分解法這兩種方法,“磷酸化開關(guān)”可以調(diào)整兩種方法比率。
杜克-新加坡大學(xué)醫(yī)學(xué)院通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了這一假設(shè)。金在景表示,“如果開發(fā)出調(diào)節(jié)磷酸化開關(guān)的物質(zhì),就可以預(yù)防因夜間工作或經(jīng)常國外出差而發(fā)生的生物鐘異常。這一研究結(jié)果發(fā)表在雜志《分子·細(xì)胞》上。

責(zé)編:微科普

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