昼夜节律是生物中广泛存在的现象，在细菌、植物、动物中，从基因的表达、神经元的活性、激素的分泌、到生理、代谢与行为，都存在昼夜周期性的变化。不依赖于外界环境周期而存在的内在时钟是生物昼夜节律的核心。
本次Journal Club 我们从现代时间生物学出发，认识昼夜节律的基本特征。然后回顾了以果蝇为模型对昼夜节律的机制的研究。自从 Konopka 和 Benzer 在1971年筛选到第一批影响昼夜节律的突变体 period0, periodS 和 periodL，并将其定位到单一的染色体位置，到 1984 年 Young, Hall 和 Rosbash 克隆了 period 基因。昼夜节律的分子遗传学研究发现了诸多调控昼夜节律的基因，揭示了分子层面基因表达翻译反馈回路形成的自持的分子振荡器作为一种昼夜节律的生物钟。近来的研究在完善分子振荡器的分子通路外，更关注神经系统中表达分子振荡器基因的神经元，即起搏器神经元，的昼夜周期性变化。
我们介绍了内在生物钟如何与外界的环境时钟同步，外界的光、温度等环境因素作用于内在生物钟的分子和神经通路，协调周期性变化同步的机制。我们介绍了内在生物钟如何调控节律性的生理与行为，特别介绍了调控运动节律的起搏器神经元及其下游神经回路。
虽然我们主要介绍了果蝇中的昼夜节律的分子机制，但是这些机制尤其是核心的转录翻译反馈通路，在不同物种产生昼夜节律中是保守存在的。我们看到利用不同物种在解决同一生物学问题时的补充互鉴，也看到生物学规律的统一性，
对生物昼夜节律几十年来爆发性的研究，使生物节律的反馈回路中的各个分子的相互作用，外界环境刺激，如光调控生物节律以及生物节律调控行为生理的神经回路的认识越来越全面。但是，我们仍然难说生物的昼夜节律是个解决的问题。这源自生物本身的复杂性，另一方面随着研究的深入，更多的问题需要回答。是否能继续发现更多的节律基因，不同组织中的时钟如何协调相位，温度补偿与温度同步的看似矛盾。发现越来越多的生物学过程受到节律的影响，那么哪些是节律的直接作用或那些是间接作用？等等问题都将继续困扰我们，并指引未来的方向。
郭超
（本次journal club的slides见附件）