湖北日报讯(记者李玉麟、通讯员李爱涛)长久以来,科学家认为生物钟如同一台精密的瑞士手表,无论寒暑都应保持稳定的24小时节律。然而,湖北大学生命科学学院刘志华团队与哈佛医学院合作,在神经科学顶级期刊《自然-神经科学》(Nature Neuroscience)发表的最新研究,颠覆了这一认知:面对高温,大脑会主动让生物钟“提速”,这不是故障,而是生存智慧。这是该校首篇发表于该国际顶级期刊的论文,标志着湖大在脑科学研究领域实现重要突破。

论文网址:https://www.nature.com/articles/s41593-025-02139-2
夏季高温环境下,人们常会比常温时更早觉醒,这一现象背后,实则是人体生物钟的精准调控作用。生物钟是生物体内调控睡眠、饮食等生理行为的隐性时钟,通常以24小时为周期稳定运行,保障生命活动有序开展。长久以来,科学家都认为生物钟如同精准的计时器,不受温度变化影响而保持固定节律,但刘志华教授团队的研究,却颠覆了这一传统认知——面对高温,生物钟会主动走快,这是生物进化出的生存智慧。

团队研究发现,尽管分子层面的生物钟在大多数细胞中高度稳定,但动物的行为节律(如睡眠与觉醒)却表现出明显的温度依赖性。当环境温度超过26℃且持续一天时,果蝇神经系统中会启动专门的温控机制:一种名为Lim1的蛋白质会增多,如同打开生物钟的调速开关,让原本稳定的节律开始加速;同时,神经系统中负责感知温度的传感器(TRPA1)会及时捕捉高温信号,与调速开关协同作用,最终使果蝇的生物钟每天加快约半小时。
生物钟提速的实际作用,是让果蝇在清晨更早醒来。这在自然界中是关键的生存策略——清晨温度适宜,果蝇能提前完成觅食、交配等重要活动,避开正午极端高温,从而提升生存概率。
更巧妙的是,这种提速不会导致生物钟失控,每天清晨的阳光会像校准器一样,将稍快的节律拉回正轨,既实现了对高温的适应,又不破坏整体节律的稳定。
这项研究打破了“生物钟不受温度影响、固定运行”的传统认知,首次发现生物钟主动适应高温的机制。“这不仅能帮我们理解动物应对气候变化的策略,对人类也有参考意义。”刘志华教授举例,比如夏天总睡不好、作息乱,或许就能从生物钟的“温控机制”里找原因,为研究睡眠节律紊乱提供新思路。
《自然-神经科学》是国际神经科学领域的顶级期刊,此次刘志华团队与美国哈佛医学院合作,聚焦“高温环境下生物如何调整节律”这一问题。该成果的取得,是湖北大学在生物学一流学科建设方面创新能力的体现。
本研究由湖北大学生命科学学院刘志华教授担任第一作者,哈佛医学院Dragana Rogulja教授为通讯作者。湖北大学硕士研究生谢大鹏与周昊在实验执行及数据处理中发挥了关键作用。该研究得到了国家自然科学基金等项目的资助。
原文链接:https://news.hubeidaily.net/hbrbsharenew/news_detail/5/4947702/4450350/0?w=1766635531966&uik=dPzpS1YF&share_plat=wechat&sec=cd19bf54&historyback=1&contentType=5&tencentShare=1