當(dāng)?shù)貢r間10月2日11:30

諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎頒發(fā)

得獎?wù)呤?/span>幾個玩果蠅的人

研究成果解釋了許多動植物和人類是如何

讓生物節(jié)律適應(yīng)隨地球自轉(zhuǎn)而來的晝夜變換的

說白就是你總聽到的“生物鐘”

——這玩意兒到底是怎么運(yùn)作的

晝夜節(jié)律，聽起來高深

實(shí)際上就是我們?nèi)巳硕炷茉數(shù)纳镧姡?/span> 

多年以來，我們知道包括人類在內(nèi)的生物有內(nèi)在的“生物鐘”。它能幫助生物們適應(yīng)晝夜交替。對所有生物來說，這一生物鐘都極為重要，但人們卻對它背后的機(jī)理知之甚少。 

科學(xué)家以果蠅為研究對象

分離出一個能夠控制生物節(jié)律的基因

它可以編碼一種在夜間積聚、在白天分解的蛋白質(zhì)

這種蛋白質(zhì)在細(xì)胞中的數(shù)量變化就引起了細(xì)胞生物節(jié)律的晝夜變化

霍爾博士和羅斯巴什博士假設(shè)，PER蛋白阻斷了節(jié)律周期相關(guān)基因的活性。他們認(rèn)為，通過抑制性反饋回路，PER蛋白可以通過自我負(fù)反饋機(jī)制，阻止其自身的合成，從而達(dá)到連續(xù)循環(huán)節(jié)律調(diào)節(jié)其自身的水平。

周期基因反饋調(diào)控的示意圖

這個模型是誘人的，但是幾個關(guān)鍵拼圖失蹤了。為了阻止周期基因的活性，在細(xì)胞質(zhì)中產(chǎn)生的PER蛋白必須到達(dá)遺傳物質(zhì)所在的細(xì)胞核?；魻柌┦亢土_斯巴什博士已經(jīng)表明，PER蛋白在晚上于細(xì)胞核中積聚，但它是如何進(jìn)入細(xì)胞核的？1994年，楊博士發(fā)現(xiàn)了第二個時鐘基因，它編碼正常晝夜節(jié)律所需的TIM蛋白。

晝夜節(jié)律的生成示意圖 

一個蛋白管變多，一個蛋白管變少，那么誰來管晝夜節(jié)律是24個小時還是12小時呢？邁克爾·楊發(fā)現(xiàn)了第三種基因，能夠合成一種DBT蛋白（是double-time的縮寫，可能表示這種基因突變后，果蠅的生物鐘就會加速）。DBT蛋白能夠讓PER蛋白累積的速度變慢，整個裝置的節(jié)律就會變慢。也許就是通過這種機(jī)制，地球生物的晝夜節(jié)律大都精確控制在24小時左右。

至此，三位科學(xué)家揭示了果蠅生物鐘關(guān)鍵組分的運(yùn)作機(jī)制：在轉(zhuǎn)錄因子激活下，per與tim基因不斷表達(dá)。而隨著它們的表達(dá)產(chǎn)物PER和TIM蛋白的增多，這兩種蛋白結(jié)合成異二聚體，在夜間進(jìn)入細(xì)胞核，抑制轉(zhuǎn)錄因子轉(zhuǎn)錄活性，從而抑制per與tim自身的轉(zhuǎn)錄。而隨著PER和TIM的降解，轉(zhuǎn)錄因子的激活功能在黎明時得以恢復(fù)，激活per和tim進(jìn)入新的表達(dá)周期。

根據(jù)亞馬遜《2017年中國睡眠地圖》

超過8成的中國人睡眠時間已經(jīng)不足8個小時

6成受訪者表示一周要熬夜6天

2012年世界衛(wèi)生組織數(shù)據(jù)也顯示

38.2%的中國人患有各類失眠障礙

遠(yuǎn)超全球27%的水平

生物鐘會影響生理鐘

研究人員表示孕婦或者期望懷上孩子的女性應(yīng)該遵循她們的晝夜節(jié)律以及在夜晚避免接觸人造光線。睡眠不僅僅有助于身體自我修復(fù)和兒童的成長發(fā)育，還可以保護(hù)女性的卵巢免受情緒壓力影響。這是因為褪黑激素有抗氧化的功能，并且可以通過刺激免疫系統(tǒng)來抵御炎癥以保護(hù)身體。

電子產(chǎn)品的燈光會擾亂生物鐘

就我們目前所了解到的，生物鐘一般來說會與光明和黑暗相對應(yīng)。當(dāng)夜幕開始降臨，大腦通過釋放褪黑激素到血液中，告知身體已到休息的時間。那么，當(dāng)你在晚上撥動（電燈）開關(guān)會怎樣呢？

人造光線會傳遞出復(fù)合信號。沒錯，也許一盞在特定位置的小小夜明燈對指引人們從臥室到衛(wèi)生間以解決日常需要來說是必要的，但是其它的光線會打亂你的生物鐘，這些光線來自電視機(jī)、電腦和手機(jī)。許多人喜歡在晚上通過看電視來放松自己或者將玩電腦和平板作為娛樂活動。如果你將這些電子設(shè)備帶到床上，它們散發(fā)出來的人造光會影響大腦原先的運(yùn)作方式。 

生物鐘像時間一樣古老

科學(xué)家認(rèn)為在30億年前的藍(lán)細(xì)菌（我們稱之為藍(lán)藻）時期生物鐘就開始演變了，但是科學(xué)家們并不知道生物鐘開始的確切時間。有的人覺得這其實(shí)只是一種自然的競爭機(jī)制，因為所有的生物體都需要同樣的能量。生物鐘的存在確保了有些生物可以在白天覓食，有些可以在晚上覓食。而另外一些人認(rèn)為在藍(lán)藻時期就演變的生物鐘利用光合作用緩慢發(fā)展，把光轉(zhuǎn)換成能量，儲存在身體后，又釋放出氮化物，這樣的話植物就把空氣中的氮化物固定在體內(nèi)了，以免消耗。

研究當(dāng)中常涉及的

CLOCK Antibody

PER3 Antibody

TP53 Antibody

HDAC1 Antibody

STAT5B Antibody

MCM3 Antibody

DBT Antibody

背景：形成晝夜節(jié)律鐘核心成分的轉(zhuǎn)錄激活子。 晝夜節(jié)律鐘，一個內(nèi)部計時系統(tǒng)中，通過在基因表達(dá)的大約24小時生理節(jié)奏，其被翻譯成代謝和行為的節(jié)奏產(chǎn)生調(diào)節(jié)各種生理過程。

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