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大家好，今天跟大家分享一篇题为Environ mental circadian disruption re-writesliver circadian proteomes（环境昼夜节律紊乱重写肝脏昼夜节律蛋白质组）昼夜节律钟是一种细胞自主的、进化保守的计时系统。它已进化为生物体将内部生物节律的每日周期与外部环境条件同步的一种机制。
01
研究背景
昼夜节律基因表达是昼夜节律时钟建立和功能的基础，昼夜节律时钟是一种细胞自主和进化保守的计时系统。然而，它如何受到环境昼夜节律干扰 （ECD） 的影响，如轮班工作和时差，目前尚不清楚。在这里，我们提供了正常和 ECD 条件下雄性肝脏昼夜节律基因表达的全面和比较描述，包括转录组、全细胞蛋白质组和核蛋白质组。
在这两种情况下，翻译后而不是转录是昼夜节律功能输出的主要贡献者。在 ECD 之后，转录后和翻译后过程分别是全细胞或核昼夜节律蛋白质组的主要贡献者。
此外，ECD 重写了 64% 转录组、98% 全细胞蛋白质组和 95% 核蛋白质组的节律性。与昼夜节律调节顺式元件、RNA 加工和蛋白质定位的变化相关的重写减少了脂肪和碳水化合物代谢的昼夜节律调节，并在 ECD 恢复一周后持续存在。
见图一
小鼠肝脏中昼夜节律基因表达的地形图。
图一
a、b 相对丰度热图（归一化为系列平均值;对数2尺度）以及它们重叠的维恩图 （b）。
c 转录本、全细胞蛋白和核蛋白的节律时间序列的百分比及其相位分布。
d-g 在 6937 个亚群中，含或不含蛋白质的转录本百分比 （d），含或不含转录本的蛋白质 （e），含或不含节律性全细胞蛋白的节律性转录本，（f） 含或不含节律性转录本的节律性全细胞蛋白 （g） 的百分比。
h 最高 285 或 4% 节律转录本与全细胞昼夜节律蛋白质组（285 种蛋白质）的比较功能富集分析。
i 差异转录、全细胞蛋白和核昼夜节律模式的例子。
j、k 6937 个亚群中伴有或不伴有节律性核蛋白 （j） 的节律性全细胞蛋白或伴有或不伴有节律性全细胞蛋白 （k） 的节律性核蛋白的百分比。TE - 总浸出物;NE—核提取物;RHY - 有节奏的;红星 - 有节奏的部分;圆圈中的数字 - （a） 和 （b） 之间的对应组。
见图二
ECD 重写 4179 个转录本的节律性。
图二
a 相对丰度热图（归一化为系列平均值;对数2量表）在 21061 个转录本中，在标准 （STD） 和 ECD 条件下进行量化，在 STD 下分组为节律性转录本，但在 ECD 下分组为节律性转录本（LORR），在 STD 下没有节律，但在 ECD 下有节律 （GORR）或在 STD 和 ECD 下有节律性 （RORR)。
b 在 ECD、LOR 下有节奏的转录本时间序列的百分比和相应的相位分布R或 GORR。
c ROR 中相移的分布R介于 ECD 和 STD 之间的群体。
d 响应 ECD 而改变节律的转录本的百分比。
e 通过 RNA-seq 量化的整个昼夜节律周期中 STD 和 ECD 下核心时钟转录物的比较丰度。数据在 SEM ±表示为 3 个生物学重复的平均值。
f 按标准化富集评分 （NES） 及其相关转录因子排序的 STD 或 ECD 节律转录本上游 20 kb 范围内富集的顺式元件的权重矩阵;红星 - 节奏部分。
见图三
ECD 重写昼夜节律全细胞 （TE） 和核 （NE） 蛋白质组的节律性。
图三
a、b 相对丰度热图（归一化为系列平均值;对数2scale） 与 STD 下全细胞 （a） 或核 （b） 蛋白质组中节律性蛋白的比较。
c， d 全细胞 （TE） （c） 或细胞核 （NE） （d） 蛋白质组中失去节律性 （LOR）、保持节律性 （ROR） 或获得节律性 （GOR） 的蛋白质的百分比节律蛋白时间序列和相应的相位分布。
e 所有 4 个昼夜节律蛋白质组的比较振幅 （log2scale） 的 scale 进行。
f 在全细胞或核区室水平改变节律性的所有蛋白质的百分比。
g 估计节律性蛋白质的集体百分比。
h 所有、STD 节律和 ECD 节律群体之间响应 ECD 的全细胞蛋白质组、核蛋白质组或转录组的累积每日丰度变化的比较分布。对于 （e， h），数据在 SEM ±表示为总体平均值，每个点都是总体的一个成员。（e， h） 的 p 值来自未配对的 2 尾 t 检验。红星 - 节奏部分。
见图四
ECD 下转录后和翻译后对昼夜节律基因表达的贡献。
图四
a 相对丰度热图 （log2） 的节律转录本、节律全细胞蛋白和节律性核蛋白在 5028 个基因中，其中转录本和蛋白质都在 ECD 下进行定量。维恩图显示了 （a） 中所示的每个群体之间的重叠。（二、三）含或不含蛋白质的转录本的百分比，反之亦然。
d、e 有或没有有节奏的全细胞蛋白的节律转录本的百分比，反之亦然。
f、g 有或没有有节奏的核蛋白的节律性全细胞蛋白的百分比，反之亦然。
h 在 STD 或 ECD 下，具有转录本阶段的基因领先或滞后于全细胞蛋白阶段的百分比。
i 在 STD 或 ECD 下，全细胞蛋白质节律幅度的基因百分比低于或高于相应的转录本节律的百分比;红星 - 有节奏的部分;圆圈中的数字 - （a） 中热图和维恩图之间的对应组。
见图五
核蛋白输入/输出与核昼夜节律蛋白质组的关联。
图五
a-d 在 STD （a， b） 或 ECD （c， d） 条件下仅在全细胞水平 （a， c） 或核区室 （b， d） 中具有节律性的含 NLS/NES 的蛋白质的功能性蛋白质相互作用网络分析。线条粗细与交互作用的证据强度成正比。
e 在 STD 或 ECD 下在核室中有节奏的 PNIE 相关蛋白质。
f 在整个昼夜节律周期下 STD 和 ECD 下全细胞和核区室水平的 RAN 或 CAS 蛋白质丰度比较。NLS/NES—核定位/输出序列;PNIE—蛋白质核导入/导出过程。PPI—蛋白质-蛋白质相互作用网络。
见图六
比较功能 G.O. 富集分析。
图六
a、b （a） ECD 全细胞节律蛋白在白天、夜间或两者兼而有之的峰值，（b） ECD 下全细胞昼夜节律蛋白质组与 STD 的比较。
c 在 STD 与 ECD 条件下，mRNA 加工、RTK/Ras 信号传导、蛋白质转运和 ECD 相关代表因素在整个昼夜节律周期中的比较全细胞蛋白质丰度。
d （b） 的 Reactome 富集分析。
e G.O. 响应 ECD 的与脂肪酸、羧酸和氨基酸相关的术语富集变化的 Slim 图，如 （d） 中圈出的。在补充图 （e） 中可以找到具有更大字体的复制品。S5.斜体 — 已知的 ECD 相关通路、直接检索词或子检索词。
02
研究结论
总之，我们的研究提供了对正常和 ECD 条件下转录、翻译和翻译后水平的昼夜节律基因表达过程的全面理解。它表明，环境昼夜节律紊乱会重写昼夜节律基因表达系统和分子昼夜节律功能，至少在分子水平上，这些功能在恢复一周后没有恢复。该研究还揭示了翻译后加工在昼夜节律基因表达和功能中的关键作用，并为破译 ECD 的分子基础铺平了多条道路。
好了，今天的文献解读就到这儿来，我们下期再见！如果你正在开展临床研究.需要方案设计.数据管理. 数据分析等支持.也随时可以联系我们。
2025年07月02日 09点07分
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01
研究背景
昼夜节律基因表达是昼夜节律时钟建立和功能的基础，昼夜节律时钟是一种细胞自主和进化保守的计时系统。然而，它如何受到环境昼夜节律干扰 （ECD） 的影响，如轮班工作和时差，目前尚不清楚。在这里，我们提供了正常和 ECD 条件下雄性肝脏昼夜节律基因表达的全面和比较描述，包括转录组、全细胞蛋白质组和核蛋白质组。
在这两种情况下，翻译后而不是转录是昼夜节律功能输出的主要贡献者。在 ECD 之后，转录后和翻译后过程分别是全细胞或核昼夜节律蛋白质组的主要贡献者。
此外，ECD 重写了 64% 转录组、98% 全细胞蛋白质组和 95% 核蛋白质组的节律性。与昼夜节律调节顺式元件、RNA 加工和蛋白质定位的变化相关的重写减少了脂肪和碳水化合物代谢的昼夜节律调节，并在 ECD 恢复一周后持续存在。
见图一
小鼠肝脏中昼夜节律基因表达的地形图。
图一a、b 相对丰度热图（归一化为系列平均值;对数2尺度）以及它们重叠的维恩图 （b）。
c 转录本、全细胞蛋白和核蛋白的节律时间序列的百分比及其相位分布。
d-g 在 6937 个亚群中，含或不含蛋白质的转录本百分比 （d），含或不含转录本的蛋白质 （e），含或不含节律性全细胞蛋白的节律性转录本，（f） 含或不含节律性转录本的节律性全细胞蛋白 （g） 的百分比。
h 最高 285 或 4% 节律转录本与全细胞昼夜节律蛋白质组（285 种蛋白质）的比较功能富集分析。
i 差异转录、全细胞蛋白和核昼夜节律模式的例子。
j、k 6937 个亚群中伴有或不伴有节律性核蛋白 （j） 的节律性全细胞蛋白或伴有或不伴有节律性全细胞蛋白 （k） 的节律性核蛋白的百分比。TE - 总浸出物;NE—核提取物;RHY - 有节奏的;红星 - 有节奏的部分;圆圈中的数字 - （a） 和 （b） 之间的对应组。
见图二
ECD 重写 4179 个转录本的节律性。
图二a 相对丰度热图（归一化为系列平均值;对数2量表）在 21061 个转录本中，在标准 （STD） 和 ECD 条件下进行量化，在 STD 下分组为节律性转录本，但在 ECD 下分组为节律性转录本（LORR），在 STD 下没有节律，但在 ECD 下有节律 （GORR）或在 STD 和 ECD 下有节律性 （RORR)。
b 在 ECD、LOR 下有节奏的转录本时间序列的百分比和相应的相位分布R或 GORR。
c ROR 中相移的分布R介于 ECD 和 STD 之间的群体。
d 响应 ECD 而改变节律的转录本的百分比。
e 通过 RNA-seq 量化的整个昼夜节律周期中 STD 和 ECD 下核心时钟转录物的比较丰度。数据在 SEM ±表示为 3 个生物学重复的平均值。
f 按标准化富集评分 （NES） 及其相关转录因子排序的 STD 或 ECD 节律转录本上游 20 kb 范围内富集的顺式元件的权重矩阵;红星 - 节奏部分。
见图三
ECD 重写昼夜节律全细胞 （TE） 和核 （NE） 蛋白质组的节律性。
图三a、b 相对丰度热图（归一化为系列平均值;对数2scale） 与 STD 下全细胞 （a） 或核 （b） 蛋白质组中节律性蛋白的比较。
c， d 全细胞 （TE） （c） 或细胞核 （NE） （d） 蛋白质组中失去节律性 （LOR）、保持节律性 （ROR） 或获得节律性 （GOR） 的蛋白质的百分比节律蛋白时间序列和相应的相位分布。
e 所有 4 个昼夜节律蛋白质组的比较振幅 （log2scale） 的 scale 进行。
f 在全细胞或核区室水平改变节律性的所有蛋白质的百分比。
g 估计节律性蛋白质的集体百分比。
h 所有、STD 节律和 ECD 节律群体之间响应 ECD 的全细胞蛋白质组、核蛋白质组或转录组的累积每日丰度变化的比较分布。对于 （e， h），数据在 SEM ±表示为总体平均值，每个点都是总体的一个成员。（e， h） 的 p 值来自未配对的 2 尾 t 检验。红星 - 节奏部分。
见图四
ECD 下转录后和翻译后对昼夜节律基因表达的贡献。
图四a 相对丰度热图 （log2） 的节律转录本、节律全细胞蛋白和节律性核蛋白在 5028 个基因中，其中转录本和蛋白质都在 ECD 下进行定量。维恩图显示了 （a） 中所示的每个群体之间的重叠。（二、三）含或不含蛋白质的转录本的百分比，反之亦然。
d、e 有或没有有节奏的全细胞蛋白的节律转录本的百分比，反之亦然。
f、g 有或没有有节奏的核蛋白的节律性全细胞蛋白的百分比，反之亦然。
h 在 STD 或 ECD 下，具有转录本阶段的基因领先或滞后于全细胞蛋白阶段的百分比。
i 在 STD 或 ECD 下，全细胞蛋白质节律幅度的基因百分比低于或高于相应的转录本节律的百分比;红星 - 有节奏的部分;圆圈中的数字 - （a） 中热图和维恩图之间的对应组。
见图五
核蛋白输入/输出与核昼夜节律蛋白质组的关联。
图五a-d 在 STD （a， b） 或 ECD （c， d） 条件下仅在全细胞水平 （a， c） 或核区室 （b， d） 中具有节律性的含 NLS/NES 的蛋白质的功能性蛋白质相互作用网络分析。线条粗细与交互作用的证据强度成正比。
e 在 STD 或 ECD 下在核室中有节奏的 PNIE 相关蛋白质。
f 在整个昼夜节律周期下 STD 和 ECD 下全细胞和核区室水平的 RAN 或 CAS 蛋白质丰度比较。NLS/NES—核定位/输出序列;PNIE—蛋白质核导入/导出过程。PPI—蛋白质-蛋白质相互作用网络。
见图六
比较功能 G.O. 富集分析。
图六a、b （a） ECD 全细胞节律蛋白在白天、夜间或两者兼而有之的峰值，（b） ECD 下全细胞昼夜节律蛋白质组与 STD 的比较。
c 在 STD 与 ECD 条件下，mRNA 加工、RTK/Ras 信号传导、蛋白质转运和 ECD 相关代表因素在整个昼夜节律周期中的比较全细胞蛋白质丰度。
d （b） 的 Reactome 富集分析。
e G.O. 响应 ECD 的与脂肪酸、羧酸和氨基酸相关的术语富集变化的 Slim 图，如 （d） 中圈出的。在补充图 （e） 中可以找到具有更大字体的复制品。S5.斜体 — 已知的 ECD 相关通路、直接检索词或子检索词。
02
研究结论
总之，我们的研究提供了对正常和 ECD 条件下转录、翻译和翻译后水平的昼夜节律基因表达过程的全面理解。它表明，环境昼夜节律紊乱会重写昼夜节律基因表达系统和分子昼夜节律功能，至少在分子水平上，这些功能在恢复一周后没有恢复。该研究还揭示了翻译后加工在昼夜节律基因表达和功能中的关键作用，并为破译 ECD 的分子基础铺平了多条道路。
好了，今天的文献解读就到这儿来，我们下期再见！如果你正在开展临床研究.需要方案设计.数据管理. 数据分析等支持.也随时可以联系我们。