诺贝尔奖昼夜节律

2017 诺贝尔奖昼夜节律2017 年诺贝尔生理学与医学奖授予杰弗理•霍尔(JeffreyC.Hall)、迈克尔•罗斯巴殊(MichaelRosbash),与迈克尔•杨(MichaelW.Young),以表彰他们发现了昼夜节律的分子机制。这项研究到底讲了什么呢？地球上的生命都适应了这颗星球的自转。很多年前我们就已经知道，包括人类在内的各种生物都拥有一个内在的生物钟来帮助它们预测和适应一天的规则节律。但是这个生物钟究竟是怎样运作的呢？杰 弗 理 • 霍 尔 (JeffreyC.Hall) 、 迈 克 尔 • 罗 斯 巴 殊(MichaelRosbash)和迈克尔•杨(MichaelW.Young)深入钻研了我们的生物钟，并且阐释了它内在的原理。他们的发现阐释了植物、动物以及人类如何调节自己的生物节律，使其与地球的旋转保持同步。今年的三位诺奖得主使用果蝇作为生物模型，分离出了一个控制生物正常昼夜节律的基因。他们发现这种基因可以编码一种蛋白质，这种蛋白质夜间在细胞内聚集，白天降解。他们随后确定了这个生物钟的其他蛋白质成员，发现了这个细胞内自我维持的钟表受怎样的机制控制。我们现在也认识到，其他多细胞生物(包括人类)的生物钟也遵循相同的机制。我们的生物钟以非同寻常的精密程度，使我们的生理机制适应每天截然不同的各个时段。生物钟调控着一些关键机能，如行为、激素水平、睡眠、体温以及新陈代谢。我们的健康安乐会因为外部环境和内部生物钟不匹配而受到影响，比如旅行跨越了几个时区，就会体会到“时差感”。有一些迹象表明，如果生活方式和我们内部时钟要求的节律之间有慢性的不匹配，那么这样的不匹配就和多种疾病发病率的增加存在相关。我们的生物钟大多数生物有机体对于环境变化会作出预测和适应。在十八世纪，天文学家让-雅克•道托思•麦兰（JeanJacquesd'OrtousdeMairan）研究了含羞草属植物，发现植物的叶子在白天朝着太阳舒展，而黄昏则闭拢。他想知道如果把植物长时间置于黑暗之中会怎么样。结果发现，不管有无阳光，叶子都继续维持它们正常的昼夜节律（图 1）。植物似乎是有它们自己的生物钟的。图 1 一个内源性生物钟。含羞草植物的叶片在白天朝向太阳展开，但在黄昏时合拢（图片上半部分）。让-雅克•道托思•麦兰将这些植物放置在持续黑暗的环境中（图片下半部分），发现叶片仍然保持着它们平时的昼夜节律，即使没有光线变化也是如此。其他研究者发现，不只是植物，动物和人类也同样拥有生物钟，帮助我们在生理上为一天的波动做好准备。这种规律的适应被称...