生物节律,也称为昼夜节律或生物钟,是有机体顺应日夜变化而发生的24小时周期性变化。依据基因组学研究证明,细胞中大约三分之一基因的表达随着昼夜节律的变化而改变,其中大部分的基因都是直接由BMAL1-CLOCK转录复合体调控的。生物节律的分子机制主要通过转录-翻译反馈环来调控,BMAL1和CLOCK结合形成异二聚体,结合到钟控基因启动子中的E-box元上,而启动下游生物钟基因表达,如Cry,Per,Rev-erb和Ror等。其中CRY和PER可以互相结合成异二聚体,反向抑制BMAL1-CLOCK的转录活性,形成转录-翻译负反馈环。RORa或REV-ERBα则是通过竞争性结合Bmal1和Clock基因启动子区域的RORE序列,激活或是抑制Bmal1和Clock的表达,形成负反馈调节。但是目前对于调控生物节律的机制仍知之甚少,我们希望通过高通量化学生物学的方式,发现调控生物节律的化合物,找出靶标基因,并阐明其分子机制。我们发现多种CDK抑制剂能下调关键节律基因Per2的表达,例如LY2857785。LY2857785是一种有效的CDK9抑制剂,对CDK7和CDK8也有一定的抑制效果。通过siRNA验证,发现Cdk9敲低时会明显下调Per2的表达,同时伴随REV-ERBα表达明显升高。通过免疫沉淀(IP)和凝胶迁移(EMSA)实验,发现CDK9与REV-ERBα有直接相互作用,并结合Bmal1基因启动子区域的RORE序列,进而调控生物节律。为了进一步验证CDK9对节律调控的生理意义,我们借由AAV在小鼠下丘脑(或SCN,视交叉上核)中敲低Cdk9,发现小鼠的节律周期从23.99小时延长为25.16小时;而小鼠的活动力,尤其是夜间的运动量明显下降。以上的结果提出CDK9参与生物节律调控的可能性。