分子振荡的波形揭示昼夜节律计时机制

昼夜节律钟在协调众多生理和发育事件中起着关键作用。蛋白质丰度振荡的波形形状能够反映昼夜节律钟 underlying 的生化过程。我们推导了一个数学框架，其中波形确实能揭示昼夜节律计时的隐藏生化机制。我们发现，正如先前的植物和哺乳动物数据以及我们自己的幼苗实验所支持的那样，通过随时间节律性的蛋白质半衰期，可以大幅降低合成具有特定波形的蛋白质所需的代价。我们还发现，哺乳动物和昆虫钟中先前令人费解的正调控臂组分的周期性表达，使得蛋白质波形之间峰值时间差的范围得以拓宽，并使得波形关于峰值时间具有对称性。此类多样的峰值时间差可能促进组织特异性或发育阶段特异性的多细胞过程。我们的波形引导方法可推广至各类生物振荡器，包括细胞周期振荡器和合成基因振荡器。