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即使在冬眠期間，灰熊的基因也顯示出晝夜節律

灰熊


即使在冬眠期間，灰熊的基因也顯示出晝夜節律


WSU熊中心外的灰熊 。鳴謝:華盛頓州立大學的鮑勃·胡布納
據華盛頓州立大學：根據一項基因研究，灰熊的生物鐘在冬眠期間似乎一直在滴答作響 。這種持久性突出了晝夜節律在包括人類在內的許多生物的新陳代謝中的強大作用 。
華盛頓州立大學領導的基因研究證實了觀察證據，即熊的能量生產仍然在每天的模式中增加和減少，即使它們睡了幾個月不吃東西 。研究人員還發現，在冬眠期間，能量產生的幅度變得遲鈍，這意味著高低的范圍縮小了 。高峰也出現在冬眠期的晚于活躍季節，但每天的波動仍然存在 。
“這強調了晝夜節律本身的重要性——它們賦予生物體靈活性，使其在像冬眠的熊那樣極端的狀態下仍能發揮作用,”WSU綜合生理學和神經科學系教授黑科·詹森說，他是《比較生理學b》雜志上這項研究的高級作者
其他研究表明，晝夜節律 ， 即地球上大多數生物共有的24小時生理周期，與新陳代謝健康有關 。對于人類來說，這些模式的主要中斷，如夜班工作，與體重增加和糖尿病發病率上升等代謝問題有關 。
從某種意義上說 ， 熊是極端的輪班工作者 ， 冬眠時會休息六個月 。像Jansen的團隊這樣的研究人員試圖弄清楚他們是如何養成看似不健康的習慣的，即體重過度增加，然后幾個月不吃東西，不怎么運動——所有這些都沒有有害影響，如骨質流失或糖尿病等疾病 。
與幾乎處于昏睡狀態的冬眠嚙齒動物不同，熊在這個休眠期確實偶爾會四處走動 。通過對WSU熊中心灰熊的觀察研究，研究人員發現這些運動往往遵循晝夜節律，白天比晚上活動更多 。
在目前的研究中，研究人員希望了解這種晝夜節律是否在細胞水平上表達 。他們在活躍和冬眠季節從六只熊身上提取細胞樣本，然后培養這些細胞進行一系列基因分析 。
為了模擬冬眠，研究人員在大約34攝氏度(93.2華氏度)的冬眠期間，在熊典型的較低體溫下檢查了細胞，并與活躍季節的37攝氏度(98.6華氏度)進行了比較 。

即使在冬眠期間，灰熊的基因也顯示出晝夜節律


WSU熊中心外的灰熊 。鳴謝:華盛頓州立大學的鮑勃·胡布納
他們發現成千上萬的基因在冬眠的熊細胞中有節奏地表達 。這通過身體細胞能量來源三磷酸腺苷或ATP產生的起伏轉化為能量節奏 。在冬眠狀態下，ATP仍以每日的模式產生，但產生的幅度變鈍，峰值和谷值降低 。與活躍季節條件相比，冬眠條件下的最高生產點也轉移到了一天的晚些時候 。
保持晝夜節律本身需要一些能量 。研究人員認為 ， 通過在冬眠期間改變這種節奏，熊仍然可以在沒有太多成本的情況下從日常循環中獲得一些能量，這可能有助于它們在幾個月沒有食物的情況下生存 。
“這就像設置恒溫器一樣 。如果你想保存一些能量，你就調低恒溫器 ， 這基本上就是熊在做的事情，”詹森說 。“他們正在利用這種能力來抑制晝夜節律，但他們并沒有停止時鐘的運行 。這是微調動物代謝過程和能量消耗的一種非常新穎的方式 ?！?br>這項研究的合著者包括第一作者埃勒里·文森特、WSU的布萊爾·佩里和查爾斯·羅賓斯以及加州大學圣克魯茲分校的喬安娜·凱利 。