人民網斯德哥爾摩10月2日電 （記者李玫憶）當地時間10月2日上午11點35分，諾貝爾生理學或醫學獎評委會秘書長託馬斯·佩勒曼在瑞典卡洛林斯卡醫學院諾貝爾大廳宣布：2017年諾貝爾生理學或醫學獎授予美國科學家傑弗裡·霍爾、麥可·羅斯巴什和麥可·楊，以表彰他們「發現了控制晝夜節律的分子機制。」他們將獲得諾貝爾金質獎章和證書，並分享900萬瑞典克朗（約合人民幣740萬元）的獎金。2013年，這三位科學家因同樣成果曾獲得第十屆邵逸夫生命科學與醫學獎。
為什麼是他們
託馬斯在發布會上告訴記者，羅斯巴什在被告知自己獲得諾貝爾獎時，先沉默了一會，然後說「你在開玩笑吧」。有這樣的反應並不奇怪。20世紀60年代末，霍爾的博士後導師、紐約出生的波蘭裔科學家本哲決定用果蠅模型開啟自己的神經生物學研究時，就被同事嘲笑——研究腦袋愚蠢的果蠅，是不是研究者腦袋有毛病？而恰恰是果蠅開啟了人類「日出而作、日落而息」的密碼。
在諾貝爾生理學或醫學獎評委會的新聞公告中是這樣表述的：多年來，我們知道，生物體，包括人類，都有一個內部生物鐘，可以幫助我們預測和適應當今的正常節奏。生物鐘涉及我們複雜的生理學的許多方面，包括人類在內的所有多細胞生物體都使用類似的機制來控制晝夜節律，包括激素水平、睡眠需求、體溫和新陳代謝等。若外部環境與生物鐘節律不匹配，比如長途旅行需要倒時差的時候，人就會有不適感。如果一個人的生活方式與內在生物鐘節律長期不匹配，就會增加患病風險。但是生物鐘的工作原理長期以來一直是科學家探索的難題。正是傑弗裡·霍爾，麥可·羅斯巴什和麥可·楊深入研究了我們的生物鐘，並闡明其內在的工作機理。他們的發現解釋了植物、動物和人類是如何讓生物節律適應地球自轉帶來的晝夜變換的。
其實，科學家們早在1935年就知道果蠅有生物節律，並且開始以果蠅為研究對象，但之所以是霍爾這3位美國科學家獲得諾貝爾獎，是因為他們分離出一個能夠控制生物節律的PER基因，它可以編碼一種在夜間積聚、在白天分解的蛋白質，這種蛋白質在細胞中的數量變化就引起了細胞生物節律的晝夜變化。後來他們又發現了在這一過程中發揮作用的其他幾種蛋白質，從而在分子層面較好地揭示了細胞內生物鐘的工作機制。
諾貝爾生理學或醫學獎委員會主席安娜·維德爾在接受記者採訪時說：「跟生物鐘有關的基因有很多，我們需要研究這些基因之間是如何互相聯繫、互相影響的，又是如何調整機體自身以適應地球旋轉的。三位科學家的研究是一項具有重大意義的基礎研究，對我們深入了解控制生物鐘的分子機制有重要影響。其在醫學等領域的應用前景廣闊。」
研究之路一波三折
1980年代是基因克隆的烽火連天時代。由三位生於20世紀40年代的科學家組成的兩個團隊競相研究克隆果蠅的PER基因：洛克菲勒大學的麥可·楊團隊，以及波士頓布蘭迪斯大學的傑弗裡·霍爾和麥可·羅斯巴什團隊。霍爾和羅斯巴什自上世紀70年代就合作搞科研。
1984年，兩組科學家密切合作，成功地發現了PER基因，晚上編碼的蛋白質在夜間積累，白天降解。因此，與晝夜節律同步，PER蛋白水平在24小時周期內振蕩，而且改變導入的PER基因表達的相位可改變果蠅晝夜節律的相位。
但是，隨後的研究並不順利。1986年，兩個課題組犯了同樣的錯誤，都發表文章稱PER蛋白質是蛋白多糖。一年後，邁克·楊課題組在《自然》發表文章，稱PER影響了細胞間交流，也被證實這一結果不能重複，不得不道歉並收回這篇令人矚目的文章。1993年，霍爾—羅斯巴什組發表文章說明PER不參與細胞間連接，也讓他們的研究走過一段彎路。
出現突破是在1990年代，科學家開始從果蠅頭部提取RNA，避免其他部分（如腹部）所含RNA掩蓋了頭部的mRNA。邁克·楊實驗室發現了timeless基因（「無時間」，簡稱Tim），並很快克隆到tim基因。霍爾—羅斯巴什組通過遺傳篩選，也在果蠅找到Jrk基因，發現就是果蠅的生物鐘基因。從此，鑽研果蠅生物鐘的科學家們就不用再擔心研究果蠅是自己怪癖，而確實可能是探討和揭示動物相通的普遍機理。其後有更多基因被發現參與人的生物鐘工作。邁克·楊實驗室於2017年發現人的Cry1基因突變可以導致生物鐘相位推遲，也就是晚睡晚起。
即便如此，生物鐘的重要問題並未全部解決。主鐘的細胞間如何相互作用？只是神經細胞參與生物鐘，還是有神經膠質細胞參與？環路如何構建？中樞主鍾如何調節外周鍾？等等。
而除了基礎研究之外，生物鐘的研究應該可以產生應用成果，但該研究迄今沒拿出調節時差的藥物。快節奏的現代社會對於時差調節有較大需求。各種值班導致英美近六分之一的上班族需要調時差，而且人類跨時區旅行數量每年以億計，老年人的睡眠問題中有相當部分是生物鐘異常所致，所以調節時差對於工作效率和生活質量都很重要。
值得一提的是，霍爾—羅斯巴什科研小組曾有好幾位來自中國的留學生，包括復旦大學的俞強; 來自北京醫學院，現為中國科學院北京基因組研究所科學家的劉欣;還有復旦的黃佐石，武漢大學的曾紅葵等等，他們都為團隊的研究貢獻了自己的力量。卡羅林斯卡醫學院的新聞公報介紹三位科學家獲獎理由時，在最後列出了展現這一科學發現成果的七篇「關鍵論文」題目。其中第五篇論文1992年發表在《神經科學》雜誌的關於果蠅基因的論文，首名作者是中國科學家劉欣。
(責編：江婧婍(實習生)、常紅)