医学诺贝尔奖授予昼夜节律研究者

三位美国科学家分享2017年奖项

加入我们的科学爱好者社区!

诺贝尔委员会周一在斯德哥尔摩宣布,2017年诺贝尔生理学或医学奖将授予三位美国昼夜节律研究者。在布兰迪斯大学进行获奖研究的杰弗里·霍尔和迈克尔·罗斯巴什与洛克菲勒大学的迈克尔·杨分享了这一荣誉,他们的开创性发现解释了包括植物、动物和人类在内的生物如何调整其生物节律以与地球的自转保持一致。

在美国东部时间上午 5:30 左右宣布时,诺贝尔委员会尚未联系到杨,但已通知了其他获奖者。

昼夜节律解释了为什么当我们的外部环境与我们内部的生物钟之间存在暂时的不匹配时(例如,当我们跨越多个时区旅行时),人类会经历“时差”。它还可以帮助解释为什么人类在黑暗中睡得更好。像大多数其他生物一样,我们有一个适应白天和黑夜的内部时钟——一个称为昼夜节律的周期,这个词来源于拉丁语 circa,意思是“大约”,dies 意思是“天”。


支持科学新闻事业

如果您喜欢这篇文章,请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻事业: 订阅。通过购买订阅,您正在帮助确保未来能够继续报道关于塑造我们当今世界的发现和思想的具有影响力的故事。


从 20 世纪 80 年代开始,获奖研究人员专门确定了控制果蝇内部 24 小时周期的潜在机制。他们发现了哪些基因有助于影响这些昆虫的振荡,并解释了调节相关基因和无数身体节律的反馈回路。

生物物种内部“时钟”的存在最早在 18 世纪被描述,当时天文学家让·雅克·多托斯·德梅朗发现,即使含羞草植物暴露在持续的黑暗中,它们的叶子仍然遵循有规律的 24 小时节律。其他研究人员发现,这种每日振荡发生在其他动物和人类身上。今年的诺贝尔奖获得者确定了身体中构成这些生理过程基础的内部机制。

在 20 世纪 80 年代,在布兰迪斯大学合作的霍尔和罗斯巴什,以及在洛克菲勒大学的杨,在果蝇中分离出了 period 基因。他们发现,当该基因被破坏时,它会扰乱昆虫的昼夜节律钟。霍尔和罗斯巴什还发现,一种名为 PER 的特定蛋白质(由 period 基因编码)会在夜间积累,并在白天降解。这项工作的重要性在于,他们发现 PER 蛋白水平在一个 24 小时周期内波动——与昼夜节律一致。他们进一步推测,PER 蛋白的抑制性反馈回路阻断了 period 基因的活性,因此该蛋白可以阻止自身的合成,从而以恒定的节律调节自身的水平。

在 1994 年也通过解释夜间在细胞中积累的蛋白质最初是如何到达那里的,进一步加深了对昼夜节律的理解。他发现了第二个时钟基因,称为 timeless,它编码另一种蛋白质 TIM,这是正常昼夜节律所必需的。他发现,当 TIM 与 PER 结合时,这两种蛋白质能够一起进入细胞核并阻断 period 基因的活性,从而闭合抑制性反馈回路。诺贝尔奖获得者的发现有助于推动这个广阔领域的发展,并加深对生物体如何预测和应对昼夜周期的理解。研究人员现在知道,我们的生物钟有助于调节睡眠模式、进食行为、激素释放、血压和体温等重要生理过程。

© . All rights reserved.