Regeneron ISEF 2025 大奖：ANIM003 - 纬度塑造昼夜节律革命

昼夜节律是一个24小时的生物钟，它根据环境光信号调节生理和行为周期。先前关于果蝇昼夜节律的研究主要集中在北美果蝇品系，但人们对纬度对赤道和南半球果蝇种群昼夜节律特征的影响知之甚少。因此，本研究重点探讨不同纬度的果蝇品系是否表现出不同的昼夜节律特征。我比较了赤道和中高纬度果蝇品系在持续黑暗（DD）条件下的节律稳定性、周期长度和活动水平。结果表明，赤道果蝇品系在持续黑暗（DD）条件下保持稳定的昼夜节律，类似于它们在12:12光暗循环（LD 12:12）下的行为。相比之下，两个半球的中高纬度果蝇品系表现出紊乱的节律，与正常光照条件下的稳定模式不同。此外，还观察到不同品系在运动活动和节律强度方面存在差异。基因分析发现，关键昼夜节律基因per和tim的调控区域存在多个单核苷酸多态性（SNP），提示生物钟功能纬度依赖性变异可能存在遗传基础。这些发现为理解环境选择压力如何驱动生物钟的进化提供了新的见解，并提出了昼夜节律分化可能在生殖隔离和物种形成的早期阶段发挥作用的可能性。