获奖科学家揭人体生物钟的分子机制

点击数:2017-10-03 14:37 来源: 未知

  2017年诺贝尔生理学或医学奖授予三名美国科学家迈克尔·杨(Michael W Young)、杰弗理·霍尔(Jeffrey C Hall)、迈克尔·罗斯巴希(Michael Rosbash),以表彰他们在研究生物钟运行的分子机制方面的成就。 评奖委员会说,人们过去知道,包括人类在内的许多生物都有内在的生物钟,但其中原理却长期不清楚。这些科学家以果蝇为对象,分离出能够控制昼夜节律的基因,并在分子层面揭示了相关蛋白质的工作机制。
 
  地球上的生命适应了地球的自转,很多年来,我们都知道包括人类在内的生物体有内在的生物钟来帮助生物预测和适应日常的节奏。但这个时钟是如何工作的呢?迈克尔·杨(Michael W Young)、杰弗理·霍尔(Jeffrey C Hall)、迈克尔·罗斯巴希(Michael Rosbash)通过长期研究我们的生物钟并取得了重大发现并阐明了生物钟的内部工作原理。他们的发现解释了植物、动物和人类如何适应自己的生物节律,从而与地球的自转所引发的环境及状态保持协调与同步。
 
  今年的诺贝尔奖得主选择果蝇作为典型生物体进行研究,他们分离出了一种控制日常生物节律的基因。他们揭示了这个基因编码一种蛋白质,而这种蛋白质夜间在细胞中积聚、白天就会减少。随后,他们确定了参与生物钟运行的其他蛋白质组件,并揭示了细胞内部管理生物钟运行的机制。我们现在认识到,生物钟在包括人类在内的其他多细胞生物体的细胞中也有着同样的原理。
 
  我们的生物钟精度极高,从而使得我们的生理机能适应了一天的不同阶段。生物钟管理控制着许多重要功能,比如行为、激素水平、睡眠、体温以及新陈代谢。当我们的外部环境和生物钟之间存在暂时的不匹配与不协调时,我们的身体舒适度和“幸福感”就会受到影响。举个最通俗的例子,当我们坐飞机穿过几个时区后我们处理时差时身体就会感受到生物钟的影响。还有迹象表明,我们的生活方式和我们内在生物钟所规定的节奏之间如果长期失调,就会增加各种疾病的风险。
 
  大多数生物会对环境的日常变化进行预测并适应。在18世纪,地理学家让雅克研究了含羞草这一植物。让雅克发现含羞草的叶子在白天会朝着阳光展开,而到了夜幕时分叶子就会合住。让雅克于是让含羞草封闭起来使之不见阳光,而含羞草的叶子仍然会随着它们日常生理节奏而张开或关闭。由此看来,植物似乎也有自己的生物钟。
 
  其他研究人员发现不只是植物具有这种特点,动物和人类也有生物钟来帮助各自生理机能的运行。这种常规的适应被称为生理节律。但我们的生物钟的运作仍然是个未解的谜。
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