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几乎所有的生物，从蓝藻到脊椎动物，都产生一套由内源性生物钟控制的生物节律。生物钟控制机体的生理和行为的节律，以适应周围环境的变化，从而赋予了生存的优势，比如天敌动物的回避，代谢过程的平衡，细胞周期调控，这表明更好地理解昼夜节律的具有重要的意义。 分子生物钟是由偶联的正、负的转录/翻译反馈回路构成。正向因子CLOCK和BMAL1蛋白形成异源二聚体，结合在E-box顺式元件上，并激活Pers(Per1，Per2和Per3)和Crys(Cry1，Cry2)基因的转录。然后，PER和CRY蛋白通过与BMAL1-CLOCK复合物相互作用而抑制自己的转录。此外，核受体REV-ERBs和RORs通过竞争性结合在Bmal1基因启动子上的RRE-box顺式元件上，控制Bmal1的转录。哺乳动物生物钟的系统有三个组成部分:输入途径，中央起搏器视交叉上核(SCN)，输出途径。 笔者的博士毕业论文的第一部分，包括第2，3和4章，主要阐述锌指蛋白ZBTB20在生物节律中的作用。研究首次发现锌指蛋白ZBTB20在调控小鼠双峰行为节律起着至关重要的作用。首先，通过基因敲除技术，得到在大脑敲除Zbtb20的小鼠。表型分析发现Zbtb20基因敲除小鼠缺失晚上的活动，而早上的活动有所增强。将小鼠放在不同光照黑暗周期里，Zbtb20基因敲除小鼠的牵引受损，尤其是表现在前半夜。此外，Zbtb20基因缺失损害小鼠活动依赖的下游节奏，例如代谢和核心体温。 其次，进一步研究发现Zbtb20缺陷小鼠表现出类似于Prok2,Prokr2基因敲除小鼠的表型。通过分子生物学和生物化学方法分析，发现:与同窝野生型小鼠相比，在Zbtb20基因敲除小鼠里，Prokr2基因的RNA水平和蛋白水平都是显着性下降。而且ZBTB20蛋白可以直接结合在Prokr2基因的启动子上，促进P300蛋白介导的Prokr2的表达。在视交叉上核过表达PROKR2能部分恢复Zbtb20基因缺失小鼠的表型，证明ZBTB20介导PROKR2信号通路参与维持晚上行为节奏，并发挥重要作用。最后，结合RNA测序和蛋白质谱鉴定的方法，在全基因组水平发现ZBTB20多种靶向途径，为探究神经退行性疾病和生物钟输出信号改变之间的关系提供线索。 笔者的博士毕业论文的第二部分，第5章，主要在动物水平阐述CIPC蛋白在生物钟的作用。先前在细胞水平的研究认为CIPC蛋白作为新的负反馈调节元件，参与调控分子生物钟。然而，其在有机体内的功能未曾报道。在这个课题中，首次构建CIPC基因敲除小鼠，并分析其表型。工作发现CIPC的缺失对分子生物钟有微弱的影响。CIPC基因敲除小鼠维持正常的生物节律。CIPC基因敲除小鼠保持正常的对光的反应。CIPC基因敲除小鼠的外周生物钟也没有变化。该工作说明CIPC对于生物钟不是必须的。