果蠅立功了!3位美國科學家因研究「生物鐘分子機制」獲2017年...

2021-01-17 第一財經

10月2日,瑞典卡羅琳斯卡研究所的諾貝爾大會頒出了今年第一個諾獎——生理學和醫學獎。大會將這一獎項授予了Jeffrey C. Hall,Michael Rosbash和Michael W. Young三位美國人,表彰他們發現了控制晝夜節律(circadian rhythm)的分子機制。他們將共同獲得82.5萬鎊英鎊的獎金。

Jeffrey Hall現年72歲,已經退休,不過他和現年73歲的Michael Rosbash都任教於美國布蘭代斯大學,Rosbash教授仍在學校上課。Michael Young現年68歲,任教於紐約洛克菲勒大學。當諾貝爾大會聯繫到Michael Rosbash教授的時候,他接起電話說:「你們不是在開玩笑吧?」後來據瑞典媒體報導,Rosbash教授表示自己依然很吃驚。他說道:「我穿著睡衣和妻子坐在這裡,我從來沒有想過這一刻。我還沒來得及和我的同事分享,甚至來不及喝一杯咖啡。」大會還沒有聯繫上Michael Young教授。

不過,開創生物鐘基因研究的加州理工學院的Seymour Benzer教授和Ronald Konopka教授於2007年和2015年相繼去世。他們兩位是第一個發現生物鐘基因period(簡稱per)。1984年起,Michael Young以及Michael Rosbash和Jeffery Hall的兩個實驗室克隆了per基因,並發現了調控生物鐘的更多基因。

中科院生物化學與細胞生物學研究所研究員胡榮貴預測了今年的諾貝爾生理學或醫學獎。他對第一財經記者表示:「晝夜節律是非常基礎而且意義重大的研究成果,與睡眠紊亂、自閉症、代謝疾病、腫瘤等多種疾病都密切相關,雖然目前還沒有直接的靶向藥物。」

胡榮貴研究員還向第一財經記者介紹道,生物鐘有很多種,晝夜節律是其中最重要的表現形式和信號輸入。其它生物鐘還包括位於視交叉上核(SCN)大腦下丘腦的主時鐘,以及控制各個組織、細胞的子鍾等等。

諾貝爾大會認為,三位科學家的研究幫助人類認識了人體內的生物鐘機制,並且闡明了它如何運作,他們的發現能夠解釋植物、動物和人類等地球上的生命是如何通過適應生物鐘的節奏來與地球的進化同步的。

三位科學家通過對果蠅研究發現,果蠅體內的一組特定的控制白天生物鐘節律的基因當中含有一種蛋白,會在晚上聚積在細胞內,到了白天就會分解。同樣的機制,他們又辨識了其它的一些基因,揭示了細胞內部自我維持的生物鐘的管理機制。

儘管果蠅細胞的運作機理受到了諾貝爾大會的認可,能夠用於多細胞動物以及人類。不過胡榮貴對第一財經記者表示:「從果蠅到人,這個『生物鐘』的核心組分都是保守的。」

生物鐘對於人類健康的重要性不言而喻。正因為有體內生物鐘的精準運轉,人體才能適應一天中不同階段的活動。生物鐘對於人類的行為、荷爾蒙分泌的水平、睡眠、體溫、代謝等核心功能息息相關。這也是為什麼當外部環境與我們體內的生物鐘偶爾發生不一致時,人會感到身體不適。比如當我們穿越不同時區旅行的時候,會產生「時差」。還有一些研究表明,當我們的生活方式與體內的「計時器」所記錄下來的節律不相符是,就會增加引起多種疾病的風險。

弗朗西斯·克裡克(Francis Crick)研究所主任、2001年諾貝爾獎獲得者Paul Nurse爵士表示:「世上萬物皆依賴於陽光,無論是植物還是動物的行為,都收到日夜交替的影響。生物鐘植入我們身體的機制內,植入在我們的代謝體統,它無處不在,是我們了解生命體的真正的核心特徵。」Nurse爵士還表示,人們越來越意識到,生物鐘會影響人類的疾病。他說道:「疾病的治療可能會被晝夜節律所影響。雖然這還有待證實。」

瑞典當地時間周二上午11時45分,將公布諾貝爾物理獎,周三上午11時45分,將公布諾貝爾化學獎。

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