1.北京生命科学研究所/清华大学生物医学交叉研究院的张二荃团队在Nature上发表了最新研究成果，发现P-环NTP酶RUVBL2是真核生物中保守的时钟组分。
2.研究发现，RUVBL2通过其异常缓慢的ATP酶活性来调节昼夜节律周期，这与蓝藻中已充分研究的KaiC生物钟系统相似。
3.通过腺相关病毒将RUVBL2变异体递送至小鼠视交叉上核后，筛选出会导致节律紊乱、周期缩短或延长的突变体。
4.该研究不仅确立了RUVBL2作为真核生物钟的共同核心组分，更证实了最初在蓝藻中发现的特征——缓慢的ATP酶活性，同样是真核生物钟的共有特征。
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3月26日晚，北京生命科学研究所/清华大学生物医学交叉研究院的张二荃带领团队与合作者在顶刊Nature上发表了最新研究成果。该研究报道了P-环NTP酶RUVBL2是真核生物中保守的时钟组分。该研究发现，RUVBL2（一种P-loop NTPase酶）能通过其异常缓慢的ATP酶活性来调节昼夜节律周期——这与蓝藻中已充分研究的KaiC生物钟系统相似。此前研究已证实，RUVBL2作为哺乳动物生物钟超复合体的组成部分会影响节律相位和振幅。通过腺相关病毒将RUVBL2变异体递送至小鼠视交叉上核后，筛选出会导致节律紊乱、周期缩短或延长的突变体，这些突变体均改变了昼夜运动活动节律。酶活测定显示，野生型RUVBL2每天仅水解约13个ATP分子，其周转率远低于典型ATP酶。
值得注意的是，人类、果蝇和脉孢菌中RUVBL2直系同源物与核心时钟蛋白的物理相互作用，以及跨物种RUVBL2突变直系同源物表现出的稳定节律表型，共同印证了其在真核生物中的时钟相关功能。因此，该研究不仅确立了RUVBL2作为真核生物钟的共同核心组分，更证实了最初在蓝藻中发现的特征——缓慢的ATP酶活性，同样是真核生物钟的共有特征。
据了解，本次研究是在张二荃团队在其前期研究成果：“化学扰动揭示RUVBL2在哺乳动物中调控生物钟相位”基础上的进一步探索。在前期成果中，确认了RUVBL2蛋白为cordycepin（一种能够快速调节哺乳动物生物钟相位的天然产物）诱导相位改变的作用靶点，是一个新的生物钟调控因子，完善了生物钟的转录翻译负反馈环路（相关研究2020年发表在《Science Translational Medicine》上）。本次研究则进一步证明了RUVBL2作为真核生物钟的共同核心成分，在调节真核生物钟周期方面发挥了关键作用。研究揭示了RUVBL2与蓝藻KaiC在生物钟调节机制上的相似性，并为支持真核生物与原核生物生物钟系统的进化关联提供了有力证据。该成果在进化生物学和生物钟研究领域具有重要意义。
本篇Nature文章的第一完成单位为北京生命科学研究所，这也是北生所今年的首篇CNS顶刊文章。文章唯一通讯作者为张二荃，他1994年本科毕业于华东师范大学，1997年硕士毕业于复旦大学，2004年博士毕业于美国加州大学圣地亚哥分校。博士毕业后先后在美国Scripps研究所和诺华制药加州圣地亚哥研究院（兼美国加州大学圣地亚哥分校生物科学学院访问学者）进行博士后研究工作，2011年加入北京生命科学研究所至今，目前为该所的高级研究员，他还是清华大学生物医学交叉研究院副教授。张二荃的主要研究方向为探索各种哺乳动物的昼夜节律机制和功能。
值得一提的是，今年年初，顶刊Cell发布了“Best of Cell 2024”特辑。该特辑展示了2023年底到2024年底这一年里在顶刊Cell上发表的那些最令人兴奋、最有趣、最有影响力并且引起广泛关注的生物学研究论文，本次共有12篇研究论文入围。其中张二荃团队于2023年11月27日发表在Cell上的题为：“Prolonged sleep deprivation induces a cytokine storm-like syndrome in mammals（长期睡眠剥夺会在哺乳动物中诱发类似细胞因子风暴的综合征）” 的研究论文便是其中之一。该研究揭示了长期睡眠剥夺触发小鼠危及生命的细胞因子风暴。我记得该研究刚出来时在网络上还引起了不小的反响，或许因为现实生活中有太多的“夜猫子”或睡眠不足的人吧。