基因组大数据揭示生物钟的差异，为何有人喜欢早起，有人是夜猫子
法国画家朱勒斯·布雷顿笔下的早起者——《黎明劳工》（Dawn Labour），描述了一群农妇，天未亮，就已在农田中干活。除了生活习惯使然，当然还有其他……
撰文 | 冯水寒
责编 | 叶水送
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生物钟与我们的健康密不可分，它影响着广泛的分子过程，包括激素水平、核心体温以及清醒-睡眠模式。2017年，三位学者因在生物钟机制方面的发现，获得了诺贝尔生理或医学奖，引发了这一领域新的研究热潮。那么，生物钟是否会影响患病风险，它的作用机制又是怎样？
人体的生物钟，图片来自nobelprize.org
大规模基因组分析研究揭示生物钟和精神疾病的联系
图片来自Nature Communications
1月29日，来自英国埃克塞特大学（University of Exeter）医学院的Michael N. Weedon及其合作者，通过基因组大数据发现了一批新的影响习惯早起的基因组区域，这使得影响早起的基因组区域从原先的24个增加到了351个。相关研究发表在Nature Communications杂志上。
“本研究给出了大量可进一步开展详细研究的基因，帮助我们确定不同的人如何拥有不同的生物钟”，研究负责人Weedon教授表示。
基因大数据从何而来？研究者分析了英国基因银行（UK Biobank）以及23andMe近70万人全基因组数据和昼夜节律数据，主要包括所有参与者被询问是夜猫子、是早起者以及其他相关问题，英国基因银行的85760个人还有活动监测器记录的睡眠时间。
经分析这些数据，研究者确认了327个全新的影响早起的基因组区域，且携带这些“早起位点”最多（前5%）的受试者，要比携带最少（后5%）的受试者，平均睡眠时间提前25分钟，但他们的睡眠质量和持续时长没有受到明显影响。
进一步的研究发现，习惯早起的人具有更好的精神健康状况。早起降低了精神分裂症和抑郁症风险。但它与身体质量指数（BMI）、糖尿病或肥胖等疾病等疾病风险未存在关联，这也否定了此前的许多猜测。
全新的影响是否习惯早起的基因组区域
图片来自Nat Common
早起相关基因的表达区域，图片来自Nat Common
至于这351个基因组区域如何参与身体的节律调控？研究者发现，这些区域富含参与昼夜节律调节、cAMP信号通路、谷氨酸和胰岛素信号通路的基因，这些基因主要在视网膜、后脑、下丘脑和垂体中表达。其中，眼睛视网膜在帮助身体保持时间上起到关键作用，可帮助解释大脑如何检测外界的光，“重置”生物钟，与24小时的一天周期对应。事实上，身体原本的生物钟周期略长于24小时。
“研究中的大样本意味着我们提供了迄今为止最有力的证据，即夜猫子患精神分裂症和较差精神健康状况的可能性较高，但需要进一步研究充分验证这一点。” Weedon说。
23andMe公司首席科学家Dave Hinds博士则表示：“公司会利用这些信息告知客户，他们倾向于早起者还是夜猫子。这项工作将有助于更好地估计遗传在其中的作用，帮助大众了解睡眠行为如何与其他健康状况联系。”
Jones S E, Lane J M, Wood A R, et al.Genome-wide association analyses of chronotype in 697,828 individuals provides new insights into circadian rhythms in humans and links to disease. Nature Communications.
制版编辑 | 皮皮鱼
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