麦克·杨等三位美国科学家获诺贝尔生理学与医学奖

地球上生物的生活节奏是与地球的自转相适应的。很多年之前我们就已经知道,生命,包括人类一种内在的生物钟,能够帮助我们感知并适应昼夜的节奏变化。但这一机制究竟是如何发挥作用的? 杰弗里·霍尔(Jeffrey C。 Hall),迈克尔·罗斯巴什(Michael Rosbash)以及迈克尔·杨(Michael W。 Young)揭示了我们生物钟的秘密并阐明其内在工作机制。

他们的发现揭示了为何植物、动物和人类能够适应这种节律,从而与地球的运动规律相适应。

利用果蝇作为模型,今年的诺贝尔奖得主成功地分离出一种控制生物正常昼夜节律的基因。他们的研究显示这一基因会让一种蛋白质在夜晚期间在细胞内积累,并在白天分解。随后,他们成功识别出组成这一机制的另一种蛋白质,从而揭示出细胞内部控制生物钟的内在机制。我们现在知道,各种多细胞生物体内的生物钟基本都遵循相同的原理,包括人类。

我们的内部生物钟能够以非常高的经度调节我们的生理活动,使其与一天中不断变化的外部环境相适应。这一生物钟机制调节我们的各种功能,包括行为,荷尔蒙分泌水平,睡眠,体温以及新陈代谢等等。一旦外部环境与我们体内的生物钟之间的同步出现紊乱,我们的身体健康就有可能发生问题。比如当我们跨越时区做长途旅行,我们会经历“倒时差”。同时,有证据表明现代生活方式导致我们与内在生物钟之间的节奏失调可能与不断增加的各类疾病有关。

大部分活着的生命体都能够感知并适应环境中的昼夜变化。在18世纪,天文学家让·德梅朗(Jean Jacques d‘Ortous de Mairan)对含羞草进行了研究,发现它们的叶片会在白天朝向太阳打开,而到傍晚则会闭合起来。他很好奇,如果将含羞草至于一个完全黑暗的环境下将会怎样?实验的结果显示,即便被放进了完全隔绝的环境下,含羞草依旧保持其正常的昼夜活动节奏(图一)。植物似乎拥有自己的内部时钟。

内部生物钟。上半部分:含羞草的叶片会在白天朝向太阳展开,而在傍晚则闭合。天文学家让·德梅朗将含羞草至于一个完全黑暗的环境下,结果发现,即便被放进了完全隔绝的环境下,含羞草依旧保持其正常的昼夜活动节奏

人物简介:

杰弗里·霍尔

杰弗里·C·霍尔于1945年生于美国纽约。1971年,他在华盛顿大学获得遗传学博士学位,随后在加州理工学院做博士后(1971~1973)。1974年,他加入迈克尔?罗斯巴什的研究小组,并参与了果蝇周期基因的克隆。2002年,他称为缅因大学任生物学教授,并于2009年退休。此外,在一次造访南北战争的战场之后,他对历史产生了浓厚的兴趣,并在2003年出版了一本关于葛底斯堡战役的专著。

迈克尔·拉斯巴什

迈克尔·罗斯巴什是一位遗传学家和时间生物学(又称生物钟学)专家,于1944年出生于美国堪萨斯城。1970年,他在麻省理工学院获得博士学位。接下来三年里,他在苏格兰的爱丁堡大学做博士后。从1974年开始,他在美国布兰代斯大学和霍华德?休斯医学研究所任职。1984年,他和杰弗里?霍尔的研究小组克隆了果蝇的周期基因,并在1990年提出了生物钟的转录翻译负反馈回路概念。1998年,他们在果蝇中发现了周期基因和时钟基因。

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