2017年10月2日，瑞典卡羅琳斯卡學(xué)院在斯德哥爾摩宣布，2017年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎授予Jeffrey C. hall、Michael Rosbash和MichaelW. Young三位美國科學(xué)家，以鼓勵他們發(fā)現(xiàn)人體生物鐘的分子機(jī)制。此發(fā)現(xiàn)將幫助解釋為什么植物、動物和人類可以調(diào)整其生物節(jié)律，從而與地球的變化保持一致。
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小編注意到：2016年，來自英國愛丁堡大學(xué)和劍橋大學(xué)醫(yī)學(xué)研究委員會分子生物學(xué)實(shí)驗室（MRC Laboratory for Molecular Biology）的研究人員發(fā)現(xiàn)，我們飲食中的一種必需礦物質(zhì)——Mg2+，在生物持續(xù)適應(yīng)晝夜節(jié)律中發(fā)揮著意想不到的作用。
相關(guān)研究結(jié)果于當(dāng)年4月13日發(fā)表在Nature上，題為Daily magnesium fluxes regulate cellular timekeeping and energy balance。
研究表明，Mg2+有助于控制細(xì)胞維持它們自己的時間節(jié)律來處理晝夜的自然環(huán)境周期（圖1）。研究針對人類、藻類和真菌開展的實(shí)驗發(fā)現(xiàn)，每種生物的細(xì)胞中，Mg2+水平在日周期節(jié)律中上升和下降。這不僅對細(xì)胞在一天中的代謝速率產(chǎn)生了巨大影響，而且還影響細(xì)胞自己的生物鐘。
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圖1
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在生物體內(nèi)，離子濃度不僅在日周期節(jié)律中存在周期性振蕩的現(xiàn)象，甚至每一分鐘都會出現(xiàn)周期性上升或下降。
2007年PNAS發(fā)表研究成果：胞外pH和活性氧自由基的振蕩能夠調(diào)控擬南芥根毛的生長（圖2）。
圖2? 文獻(xiàn)編號：F2007-014
2002年Plant Cell發(fā)表的研究成果：花粉管頂端Cl-外排振蕩對于生長和細(xì)胞容積調(diào)節(jié)具有重要作用（圖3）。
圖3? 文獻(xiàn)編號：F2002-006
1997年Plant Physiology上發(fā)表了研究成果，發(fā)現(xiàn)玉米根部伸長區(qū)周圍存在H+與Ca2+流速振蕩現(xiàn)象（圖4）。
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圖4? 文獻(xiàn)編號：F1997-005
1997年Physiologia Plantarum上發(fā)表了研究成果，發(fā)現(xiàn)根部伸長區(qū)H+與Ca2+流速振蕩與根的章動有關(guān)（圖5）。
圖5 文獻(xiàn)編號：F1997-003
以上的研究案例均為非損傷微測系統(tǒng)的研究成果，但國外學(xué)者成果相對較多，而國內(nèi)學(xué)者對于生物鐘或晝夜節(jié)律同離子濃度周期性振蕩關(guān)系的研究還處于萌芽階段，是非損傷微測技術(shù)（Non-invasive Micro-test Technology, NMT）研究的空白地帶之一。
旭月非損傷微測系統(tǒng)，可在不損傷樣品的條件下，直接檢測進(jìn)出活體樣品（如活體組織、活細(xì)胞、葉片、花粉管等）的離子/分子的流速，不僅可以測定上述提到的Mg2+、Cl-、H+、Ca2+以及活性氧H2O2，還有Na+、K+、NH4+、NO3-、Cd2+及O2、IAA。
目前，非損傷微測系統(tǒng)在植物領(lǐng)域應(yīng)用較多，醫(yī)學(xué)領(lǐng)域還有大片的空白地帶。2012年，清華大學(xué)第一附屬醫(yī)院利用旭月非損傷微測系統(tǒng)研究肝細(xì)胞中的Ca2+流速振蕩規(guī)律（圖6）。
圖6? 文獻(xiàn)編號：C2012-008
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這次生物鐘研究榮獲諾獎，為我們廣大的科研學(xué)者開拓了科研思路；非損傷微測技術(shù)的迅速發(fā)展，助力我國的科研事業(yè)實(shí)現(xiàn)飛越式突破。
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還在等什么呢？
拿起旭月非損傷微測系統(tǒng)的“武器”行動吧！
