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“日出而作，日落而息。”這看似簡單的活動模式背后，卻隱藏著生物體內一套精密的計時系統—生物鐘。生物鐘是生物體在長期進化過程中，為適應地球晝夜交替的環境變化而形成的一種內在計時機制。它幾乎存在于每一個器官和每一類細胞中，精準地掌控著生物體24小時的生理和行為晝夜節律，使其能與外界環境的周期性變化同步。盡管構成生物鐘的核心分子已逐步被發現，但復雜的生物鐘系統如何在機體中維持穩態，仍是尚未解開的謎團。
魚類盡管沒有眼瞼，但是同樣需要休息來恢復體能與精神狀態。它們的睡眠狀態通常表現為活動減少、代謝率降低、對外界刺激的敏感度減弱，處于一種類似“待機”的低能耗、高警覺狀態。與陸地生物不同，魚類具有廣泛表達的視蛋白光感受器，是研究生物鐘調控機制的良好模型。生物鐘對魚類的生長代謝、繁殖調控和抗逆性等方面有著重要影響。此外，有關生物鐘的研究在農業領域已有廣泛的應用。因此，利用斑馬魚模型開展魚類生物鐘穩態調控機制的研究，具有重要的理論意義和應用價值。
5月10日，中國科學院水生生物研究所水產品種創制與高效養殖全國重點實驗室、華中農業大學、武漢大學等單位在國際學術期刊Nature Communications上發表了題為“Anti-Müllerian hormone signalling sustains circadian homeostasis in zebrafish”的研究論文，首次揭示一種內分泌因子Amh(Anti-Müllerian hormone)在生物鐘穩態調控中的關鍵作用。Amh以細胞類型特異性方式調節垂體的分子時鐘振蕩，精確控制晝夜節律信息的輸出，從而在組織和系統水平維持節律的一致性和生物鐘穩態。Amh或其受體Bmpr2a的功能缺失會抑制分子鐘振蕩，擾亂內分泌和行為的晝夜節律，并影響多個外周組織的節律。在機制上，Amh與其受體Bmpr2a/Bmpr1bb結合，并招募Smad1/5/9蛋白，這些蛋白經磷酸化后轉移至細胞核，通過結合多個生物鐘調控元件（E/E’-boxes，RREs和CREs）調節時鐘基因表達(圖1)。這一突破性成果揭示了一種新的內分泌與時鐘相互作用的分子機制，對于深入理解脊椎動物晝夜節律的神經內分泌調節和長期穩態具有重要意義，并可為魚類的生長和抗逆等經濟性狀的遺傳改良提供理論依據。
圖1.Amh信號維持生物鐘穩態的分子機制
水生所為該論文的第一完成單位，水生所特別研究助理林橋洪博士、武漢大學醫學研究院和泰康生命醫學中心杜賢博士（現工作于武漢市第一醫院）、水生所助理研究員任帆博士為論文的共同第一作者，水生所梅潔研究員、桂建芳院士、武漢大學醫學研究院和泰康生命醫學中心肖銳教授為論文的共同通訊作者。水生所周莉研究員、段明研究員、李熙銀研究員、李志高級工程師、博士畢業生李威威，中國科學院上海營養與健康研究所王光中研究員和華中農業大學博士畢業生鞏高瑞、研究生劉穎等共同參與了此項研究；生物鐘相關分析得到了比利時VIB-KU Leuven腦與疾病研究中心劉沙教授的協助。該研究得到了國家重點研發計劃、武漢市自然科學基金、湖北省科技重大專項、湖北省杰出青年基金和國家自然科學基金等項目的資助。
論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-59528-1#Sec31