为什么细胞内部钾离子浓度高(钾离子原来有这种作用)(1)

近日,《Nature》的子刊《《Nature Communications》刊登了一项关于人体昼夜节律的研究成果,这项研究解开了人体的一个小奥秘!

很多人都知道,人体昼夜节律这种生物钟是跟基因有关的。通过“时钟基因”的调控,我们的细胞、器官、系统乃至整个人,表现出以大约每24小时为单位、连续而稳定的昼夜节律。

为什么细胞内部钾离子浓度高(钾离子原来有这种作用)(2)

在人体的众多细胞之中,红细胞是特别的。人体内成熟的红细胞,其细胞核已经退化,也不含有核糖体或线粒体,所以成熟的人体红细胞里边没有基因!

神奇的是,即使没有基因调控,成熟红细胞跟其他细胞一样表现出稳定的生物钟,它们也会随着白天和夜晚而改变细胞活性。

那么,到底是什么物质调控着成熟红细胞的生物钟呢?

他们发现这些红细胞中钾离子的含量会出现与昼夜节律相符合的变化,也就是成熟红细胞中的钾离子含量在白天增加、在晚上减少。

换句话说,钾离子转运含量的差异调控是成熟红细胞昼夜节律生物钟的基础。

同时,研究人员还观察到,较低的钾离子水平可以误导红细胞,即使已经到了夜晚却还以为自己处在白天,无形中延长了细胞的白天生物钟时间。

相反,如果成熟红细胞中钾离子含量过高,则会缩短细胞感知到白天的时间。


参考文献

Erin A. Henslee, Priya Crosby, Stephen J. Kitcatt, et al. Rhythmic potassium transport regulates the circadian clock in human red blood cells.Nat Commun.07 December 2017.

为什么细胞内部钾离子浓度高(钾离子原来有这种作用)(3)

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