来自杜克-NUS医学院和加州大学圣克鲁斯分校的研究人员发现了如何管理我们的内部时钟。他们发现这一管理者位于酪蛋白激酶1 δ（CK1δ）的末端，这是一种作为我们身体生物钟的计时器的蛋白质，调节我们自然的24小时周期，影响睡眠、清醒和其他日常活动，这些活动被称为昼夜节律。
根据他们发表在期刊PNAS上的研究，这些发现可能会导致创新的治疗方法，用于治疗与我们内部时钟相关的疾病。
CK1δ通过标记其他对维持我们生物钟至关重要的蛋白质来微调昼夜节律。此外，CK1δ本身也可以被标记，这改变了其调节管理我们身体内部时钟的蛋白质的能力。
先前的研究已识别出两种不同的CK1δ亚型，分别称为δ1和δ2，这两者仅在蛋白质的C端尾部有16个氨基酸的微小差异。尽管它们的差异微小，但这些变异显著影响CK1δ的作用。研究人员知道这些蛋白质的标记会降低它们的调节能力，但确切机制仍不清楚。
研究人员采用先进的光谱学和质谱技术调查这些蛋白质的尾部，发现标记的标准由其独特的尾部序列决定。
加州大学圣克鲁斯分校化学与生物化学系的研究员、本次研究的共同作者凯莉·帕特奇教授表示：
“我们的结果凸显了CK1δ尾部的三个特定位点，这对磷酸基团的结合至关重要，关键在于调节蛋白的功能。当这些位点被磷酸化时，CK1δ的活性降低，从而减少其在控制我们昼夜节律方面的有效性。我们高分辨率的分析使我们能够识别这些特定位置，这令人兴奋。”
杜克-NUS癌症与干细胞生物学项目主任、研究的共同作者大卫·维尔舒普教授回忆起三十年前对该蛋白在细胞分裂中的作用进行研究时的洞见：
“利用现在可用的技术，我们终于解决了一个悬而未决了25年以上的问题。我们发现δ1尾部与蛋白质核心的结合更为广泛，导致比δ2更强的自我抑制。这表明δ1受到尾部的更紧密调节，而δ2则没有受到尾部的同样调节影响。”
这一发现强调了CK1δ的小片段如何显著影响其整体功能。这种自我调节对于维持CK1δ的平衡活动至关重要，从而帮助调节我们的昼夜节律。
该研究还探讨了这些结果的更广泛影响。CK1δ涉及不仅仅是昼夜节律的多个重要过程，例如细胞分裂、癌症进展和特定神经退行性疾病。深入理解CK1δ的活动如何被控制，可能会为不仅用于昼夜节律障碍，还能用于多种其他健康问题的治疗策略铺平道路。
杜克-NUS研究院高级副院长帕特里克·谭教授评论道：
“管理我们内部时钟不仅仅是缓解时差，还在提高睡眠质量、代谢和总体健康方面发挥着重要作用。这一重要发现可能为治疗提供新的途径，改变我们对这些日常生活重要组成部分的看法。”
研究人员旨在研究诸如饮食和环境变化等现实生活因素如何影响CK1δ的标记位点。这一探索可能会阐明这些因素如何影响昼夜节律，并可能导致应对干扰的切实策略。
杜克-NUS作为全球医疗教育和生物医学研究的领导者，致力于推动超越科学探究的突破，以造福我们的社区。通过将科学研究与实际应用相结合，学院增强了我们对常见疾病的理解，同时开发出创造性的治疗新选择。
