罕見的D丙氨酸或是機體健康睡眠和血糖維持的關鍵

　　來自日本大阪大學等機構的科學家們揭示了一種D型氨基酸—d丙氨酸（d-alanine）的特殊功能，那么其功能到底怎樣，研究人員又是如何揭示其功能的呢？為了進一步理解，研究人員就需要一些背景信息。

　　直到最近，科學家們才發現，組成蛋白質的基本元件—氨基酸能以L型和D型兩種不同形式存在，盡管所有的天然蛋白質都是由L-氨基酸組成的，但D型氨基酸的功能，研究人員并不清楚，盡管其存在于我們每天所吃的食物中。近日，一篇發表在國際雜志Kidney360上題為“d-Alanine Affects the Circadian Clock to Regulate Glucose Metabolism in Kidney”的研究報告中，來自日本大阪大學等機構的科學家們揭示了一種D型氨基酸—d丙氨酸（d-alanine）的特殊功能，那么其功能到底怎樣，研究人員又是如何揭示其功能的呢？為了進一步理解，研究人員就需要一些背景信息。

　　生物鐘是機體中存在的一種自然振蕩時鐘，其能與24小時的晝夜周期保持一致，影響著機體許多生物學過程，其中之一就是糖原異生（gluconeogenesis）過程，即機體能夠產生葡萄糖來維持能量水平，而不是通過碳水化合物的攝入，盡管糖原異生輝隨著晝夜節律而不斷變化，但其背后的原因，目前研究人員并不清楚。然而，研究人員還得到了一些線索，即D-丙氨酸存在于能代謝葡萄糖的組織中，而據報道顯示，血液和尿液中的D-丙氨酸也會隨著晝夜節律而改變。

　　罕見的D-丙氨酸或是機體健康睡眠和血糖維持的關鍵。

　　這項研究中，研究人員利用特殊的設備和先進的分析技術檢測并定量了這種罕見氨基酸的痕量水平，隨后他們證實了D-丙氨酸的水平會隨著生物鐘而發生改變，這些變化是由尿液中的D-丙氨酸的移除所引起的，這一過程由腎臟進行控制，同時研究者還發現，睡眠是調節D-丙氨酸水平的關鍵。研究者Shinsuke Sakai博士說道，我們決定觀察當腎臟暴露于D-丙氨酸時哪些基因會發生表達，隨后我們利用深度學習分析和迭代隨機森林算法相結合來識別靶向性基因，結果發現，D-丙氨酸能上調與糖原異生過程相關的基因以及已知與晝夜節律鐘相關的基因。

　　轉錄因子是一種能調節基因表達的特殊蛋白，對其進行分析結果發現，D-丙氨酸所誘導的改變是由名為Cry2的蛋白所介導的，而Cry2已知是晝夜節律調節子，在晝夜節律紊亂的情況下，D-丙氨酸療法或能改善機體的晝夜節律。通過這些實驗，研究人員發現，D-丙氨酸是腎臟中糖原異生過程和晝夜節律鐘之間的關聯，D-丙氨酸能通過晝夜節律轉錄網絡來激活機體的糖原異生過程。揭示D-丙氨酸和晝夜節律鐘之間的關聯或許代表了研究人員在理解這些罕見D-丙氨酸功能中邁出的重大一部，而一項令人興奮的可能性就是與葡萄糖相關的疾病的新型療法，比如糖尿病、睡眠障礙等。

　　綜上，本文研究結果表明，D-丙氨酸或能誘導腎臟中的糖原異生過程，并能調節機體的晝夜節律鐘周期，同時D-丙氨酸對機體生物鐘的正常化調節或許能為治療生活方式相關的疾病和改善輪班工人的生物鐘提供新的治療選擇。