北欧绿色邮报网北欧中华网联合报道（记者陈雪霏）– 瑞典卡罗林斯卡医学院诺贝尔生理学或医学奖评审单位诺奖大会常务秘书托马斯.佩尔曼2日在新闻发布会上宣布：2017年诺贝尔生理学或医学奖将授予美国的杰夫雷.霍尔, 迈克尔.罗斯巴什和迈克尔.扬，因为他们发现了控制昼夜24小时节奏的分子机制。

霍尔于1945年在纽约出生。他在1971年在西雅图的华盛顿大学获得博士学位。紧接着在加州技术学院做两年博士后。1974年他在布兰德斯任教。2002年他又成为缅因大学的教授。

迈克尔.罗斯巴什于1944年出生在堪萨斯市。他于1970年在麻省理工学院获得博士学位。又在苏格兰的爱丁堡大学做三年博士后。然后在1974年到布兰德斯大学任教。与霍尔密切合作。

迈克尔.扬于1949年出生在迈阿密。他在1975年在得克萨斯州立大学获得博士学位。后在斯坦福大学做博士后。1978年开始，他在纽约洛克菲勒大学任教。

那么，这三位美国科学家的成就和贡献究竟在哪里呢？

诺奖评委总结说，地球上的生命随着我们的行星运转。很多年前我们就知道活着的有机体，包括人类有其内在的生物钟，帮助他们预见和适应一天的正常节奏。但是，该生物钟是怎么工作的？杰弗雷.霍尔，迈克尔.罗斯巴什和迈克尔.扬能够看到我们的生物钟并解释其内在的工作状况。他们的发现解释了植物，动物和人类如何适应他们的生物节奏以便与地球的运转相适应。

今年的诺贝尔生理学奖得主用果蝇作为典型的有机物来分离一种控制正常的日常生物节奏的基因。他们的研究表明该基因解密一种蛋白质会在夜里在细胞核里积聚，但是在白天就不积聚了。结果，他们在这个机械中发现了另外的蛋白质成分。揭示了细胞内控制自我生成的时钟的机制。我们现在意识到生物钟的运行原理与其他多分子有机物包括人类的细胞运行原理一样。

我们内部的时钟非常精准地让我们的生理需求适应一天当中的不同阶段。时钟规定严格的运行机制，例如行为举止，荷尔蒙水平，睡眠，体温和新陈代谢。如果外部环境与内部生物钟不合，我们的身体状况就会受到影响，例如我们穿过几个时区，就会有时差感觉。如果我们的生活方式与我们体内的生物钟的节奏长期不合拍，那么就会有各种疾病发生的危险。

                 我们的内部生物钟

大多数有机物预期并适应环境中的日常变化。早在18世纪，天文学家让.雅克.德奥尔杜.麦然就研究了一种植物，发现该植物的叶子在白天朝着太阳绽放，到日暮叶子闭合。他想知道如果该植物一直放在黑暗中会怎样。他发现没有白天的太阳光，植物继续跟正常的白天一样绽放。植物好像有自身的生物钟。

其他研究人员发现不仅植物是这样，动物和人类也有生物钟来帮助他们的身体适应一天的变化。这种有规律的适应就是指昼夜24小时的节奏。该词来自拉丁语，一天24小时的周期。但是，我们的内部24小时生物钟到底是怎么运行的依然是个谜。

识别时钟基因

上个世纪七十年代，塞穆尔.本泽尔和他的学生罗纳德.考诺皮卡询问是否可能在果蝇里发现控制昼夜节奏的基因。他们的研究表明，如果一个无名基因遭到破坏，那么果蝇的昼夜生物钟也会中断。他们把这个基因叫做时期。但是这个基因是怎么影响昼夜节奏的呢？

 

今年的诺奖得主也研究了果蝇，目的是要发现时钟到底是怎么工作的。1984年，杰弗雷.霍尔和迈克尔.罗斯巴什在巴斯顿的布兰德斯大学和纽约的洛克菲勒大学的迈克尔.扬进行了密切合作，成功地分离出“时期”基因。霍尔和罗斯巴什继续发现了 被时期基因解密的PER时期蛋白是在夜里积聚，在白天就差一些。因此PER蛋白水平在24小时周期中摇摆，这正好和昼夜24小时节奏相适应。

一种自我规范的时钟运行机制

下一个主要目标是要理解这样的昼夜摇摆是怎么形成和保持的。杰弗雷.霍尔和罗斯巴什假设PER蛋白阻止了时期基因的活动。他们推理说，通过一种抑制的反馈周期，PER蛋白可以阻止自己的合成，因而在持续的周期节奏里规范自己的水平。

这个模型是很撩人的，但是有一些东西还没有找到。为了阻止时期基因的活动，在细胞质里产生的PER时期蛋白必须到达基因物质所在的细胞核。霍尔和罗斯巴什的研究已经表明PER蛋白质是在夜里在细胞核建立起来的，但是它是怎么到达那里的呢？1994年，迈克尔.扬发现了第二个时钟基因，无时基因，解密了需要在正常的昼夜节奏中的TIM蛋白。

在这个优雅的运转中，扬展示了当TIM无时基因和PER时期蛋白绑定的时候，这两个基因就能够进入细胞核。在那里，它们阻止了时期基因的活动，关闭了抑制反馈循环。

 

这种规范的反馈机制解释了分子蛋白水平的摇摆是如何出现的。什么控制了摆动的频率呢？扬又发现了一个基因，叫双倍时间。双倍时间蛋白的作用就是延长时期蛋白积聚。 这为研究昼夜摇摆是如何密切适应24小时周期的秘密提供了洞见。

 

诺奖得主们发现的模式转化为生物钟建立了关建的机制原理。后来，其他时钟运转机制的分子成分也得到了解释。例如，今年的诺奖得主找到了激活时期蛋白的其他蛋白以及阳光可以与时钟相适应的机制。

 

                  人类生理学上保持时间观念

 

生物钟牵涉到我们复杂的生理学的诸多方面。我们现在知道了所有多分子有机物，包括人类在内，利用一个类似的机制来控制昼夜节奏。我们的基因中很大部分是由生物钟来规范的。结果，一个细心精准的昼夜节奏使我们的生理机能适应一天中的不同阶段。由于这三个诺奖得主的发现，昼夜周期生物已经发展到了广阔的动态的研究领域，对我们的健康和福祉有很大作用。

 

例如，在一天24小时里，零点到六点，人们处于深睡眠状态，身体温度低。6点到12点之间尤其是9点多，血压迅速提升，11点人们高度机警状态，到13点，协调很好，14点反应最好，18点身体温度最高，血压也随之升高。到半夜又开始深睡，体温降低。因此，昼夜时钟使我们的生理适应一天中的不同阶段。我们的生物钟帮助我们规范睡眠模式，吃饭行为，荷尔蒙释放，血压和体温等。

 

编者的话：今年诺贝尔生理学奖可以说再次证明中国古代人的伟大。皇帝内经中早已规定好或建议好的人的养生要根据时辰来进行。而诺奖得主发现了这个机制的运作模式。这再次提醒人们，要根据生物钟生活，就健康长寿，逆生物钟而行，就有可能生病。