北京时间10月2日下午5点30分，2017年诺贝尔生理学或医学奖揭晓，3位美国科学家Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash和Michael W. Young获奖。获奖理由是“发现了调控昼夜节律的分子机制”。3人将均分900万瑞典克朗奖金。
Jeffrey C. Hall
Michael Rosbash
Michael Rosbash，1944年出生于美国堪萨斯城。1970年从MIT获得博士学位，随后三年在苏格兰爱丁堡大学做博后。1974年起，他一直任职于美国布兰迪斯大学。
Michael W. Young
地球上的生命早已适应了地球这颗行星的转动。很多年以来，我们已经知道包括人类在内的各种生命体体内存在一种生物钟，能帮我们感知并适应每一天的周期规律。但是这种生物钟实际上是如何运作的呢？Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash和Michael W. Young三位就对生物钟进行了探究并成功阐释其内在运作机制。他们的发现解释了植物、动物和人类是如何适应自身的生物节律并与地球的转动保持同步。
今年的获奖者利用果蝇作为模式生物，分离出一种能够控制日常生物节律的基因。他们通过研究证明：用这种基因编码出的一种蛋白，会在夜间不断累积，然后在白天又发生分解。此外，他们还发现这种生物运行中的其他蛋白成分，从而揭示细胞管理这种自我维持运行的机制。现在我们已经知道，包括人类在内的其他多细胞生命体的生物钟都是同样的运行机制。
凭借着超高的精确性，生物钟让我们的身体适应了每一天的各种变化：它负责调节体内各种重要运行比如举止行为、荷尔蒙水平、睡眠、体温以及新陈代谢。当外部环境与生物钟发生短暂冲突时，我们的健康会受到影响，比如当我们坐飞机跨越多个时区，便会出现时差倒不过来的情况。此外，还有因为身体与生物节律不协调、生物钟发生紊乱，从而导致身体各种疾病的出现。
大多数生命体能够感知和适应环境的日常变化。早在18世纪，天文学家Jean Jacques d'Ortous de Mairan就研究了含羞草这种植物，他发现含羞草的叶子会在白天向着太阳打开，然后在黄昏时合拢。他好奇如果含羞草持续处于黑暗环境中会产生什么变化，之后他发现尽管没有日光照射，含羞草的叶子每天仍然保持其正常的规律性变化（图1）。植物似乎有它们自己的生物钟。
后来，其他科学家发现不只植物，动物和人类也有生物钟帮助自身生理状态适应环境的日常变化。这种常规性适应被称为“昼夜节律”，其来源于拉丁文中的“围绕”和“日”。但是，我们体内的昼夜生物钟到底如何运作仍是未解之谜。
图1.体内生物时钟。含羞草的叶子白天向着太阳打开，到黄昏时闭合（图上半部分）。Jean Jacques d'Ortous de Mairan将含羞草放在黑暗环境中（图下半部分）并发现就算没有阳光的照射，叶子仍然保持其正常的规律性变化。
在上个世纪70年代，美国分子生物学家Seymour Benzer及其学生Ronald Konopka提出一个想法：果蝇体内有没有可能存在着控制其昼夜节律的基因呢？经过研究，他们发现果蝇体内一种未知基因的突变确实会扰乱其昼夜节律。他们将这种突变的基因命名为“周期”基因。但是，又有个新问题出现：周期基因又是怎么影响果蝇的昼夜节律的呢？
今年的诺奖得主们，研究的对象也是果蝇，他们就瞄准了生物钟到底如何运行这个研究领域。1984年，Jeffrey Hall和Michael Rosbash——这两位在波士顿的布兰迪斯大学有着紧密合作的科学家，以及洛克菲勒大学的Michael Young，三人成功地分离出周期基因。Jeffrey Hall和MichaelRosbash接着发现了周期基因编码的蛋白PER，PER会在会在夜间不断累积，然后在白天又发生分解。因而，PER蛋白水平的变化以24小时为周期，正好与昼夜节律保持同步。
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责编|晋红帅