即使在冬眠期間，灰熊的基因也顯示出晝夜節(jié)律 _灰熊

WSU熊中心外的灰熊。鳴謝:華盛頓州立大學(xué)的鮑勃·胡布納
據(jù)華盛頓州立大學(xué)：根據(jù)一項(xiàng)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(jié)律在包括人類(lèi)在內(nèi)的許多生物的新陳代謝中的強(qiáng)大作用。
華盛頓州立大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的基因研究證實(shí)了觀察證據(jù)，即熊的能量生產(chǎn)仍然在每天的模式中增加和減少，即使它們睡了幾個(gè)月不吃東西。研究人員還發(fā)現(xiàn)，在冬眠期間，能量產(chǎn)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(xiàn)在冬眠期的晚于活躍季節(jié)，但每天的波動(dòng)仍然存在。
“這強(qiáng)調(diào)了晝夜節(jié)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(tài)下仍能發(fā)揮作用,”WSU綜合生理學(xué)和神經(jīng)科學(xué)系教授黑科·詹森說(shuō)，他是《比較生理學(xué)b》雜志上這項(xiàng)研究的高級(jí)作者
其他研究表明，晝夜節(jié)律，即地球上大多數(shù)生物共有的24小時(shí)生理周期，與新陳代謝健康有關(guān) 。對(duì)于人類(lèi)來(lái)說(shuō)，這些模式的主要中斷，如夜班工作，與體重增加和糖尿病發(fā)病率上升等代謝問(wèn)題有關(guān) 。
從某種意義上說(shuō) ，熊是極端的輪班工作者，冬眠時(shí)會(huì)休息六個(gè)月。像Jansen的團(tuán)隊(duì)這樣的研究人員試圖弄清楚他們是如何養(yǎng)成看似不健康的習(xí)慣的，即體重過(guò)度增加，然后幾個(gè)月不吃東西，不怎么運(yùn)動(dòng)——所有這些都沒(méi)有有害影響，如骨質(zhì)流失或糖尿病等疾病。
與幾乎處于昏睡狀態(tài)的冬眠嚙齒動(dòng)物不同，熊在這個(gè)休眠期確實(shí)偶爾會(huì)四處走動(dòng) 。通過(guò)對(duì)WSU熊中心灰熊的觀察研究，研究人員發(fā)現(xiàn)這些運(yùn)動(dòng)往往遵循晝夜節(jié)律，白天比晚上活動(dòng)更多。
在目前的研究中，研究人員希望了解這種晝夜節(jié)律是否在細(xì)胞水平上表達(dá) 。他們?cè)诨钴S和冬眠季節(jié)從六只熊身上提取細(xì)胞樣本，然后培養(yǎng)這些細(xì)胞進(jìn)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(xì)胞，并與活躍季節(jié)的37攝氏度(98.6華氏度)進(jìn)行了比較。

WSU熊中心外的灰熊。鳴謝:華盛頓州立大學(xué)的鮑勃·胡布納
他們發(fā)現(xiàn)成千上萬(wàn)的基因在冬眠的熊細(xì)胞中有節(jié)奏地表達(dá) 。這通過(guò)身體細(xì)胞能量來(lái)源三磷酸腺苷或ATP產(chǎn)生的起伏轉(zhuǎn)化為能量節(jié)奏。在冬眠狀態(tài)下，ATP仍以每日的模式產(chǎn)生，但產(chǎn)生的幅度變鈍，峰值和谷值降低。與活躍季節(jié)條件相比，冬眠條件下的最高生產(chǎn)點(diǎn)也轉(zhuǎn)移到了一天的晚些時(shí)候。
保持晝夜節(jié)律本身需要一些能量。研究人員認(rèn)為，通過(guò)在冬眠期間改變這種節(jié)奏，熊仍然可以在沒(méi)有太多成本的情況下從日常循環(huán)中獲得一些能量，這可能有助于它們?cè)趲讉€(gè)月沒(méi)有食物的情況下生存。
“這就像設(shè)置恒溫器一樣。如果你想保存一些能量，你就調(diào)低恒溫器，這基本上就是熊在做的事情，”詹森說(shuō) 。“他們正在利用這種能力來(lái)抑制晝夜節(jié)律，但他們并沒(méi)有停止時(shí)鐘的運(yùn)行。這是微調(diào)動(dòng)物代謝過(guò)程和能量消耗的一種非常新穎的方式。”
這項(xiàng)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(xué)圣克魯茲分校的喬安娜·凱利。