

美国科学家杰弗里·C·霍尔(Jeffrey C. Hall)、迈克尔·罗斯巴什(Michael Rosbash)和迈克尔·W·杨(Michael W. Young)因揭示了存在于所有生物细胞中的生物“时钟”——即昼夜节律——的机制,而荣获2017年诺贝尔生理学或医学奖。
这个内部时钟协调着从单细胞生物到人类的一切活动,使其与地球自转以及昼夜周期保持同步。这就是为什么(如果我们照顾好自己)我们在白天保持清醒,而在黑暗中睡眠的原因。能量和激素水平、行为甚至体温都会随着这些昼夜节律而变化。
长途飞行或跨越时区的旅行之后,生物钟的作用就显而易见了,时差会让你感到疲惫和烦躁。穿越时区会扰乱你的昼夜节律与环境的同步,需要几天时间你的细胞才能重新校准。
从1984年开始,在布兰代斯大学工作的霍尔和罗斯巴什,以及在洛克菲勒大学工作的杨,通过对普通果蝇的实验,独立分离出了参与昼夜节律的一个基因,名为period。霍尔和罗斯巴什发现,由period基因编码的名为PER的蛋白质在白天会在细胞内积累,并在夜间降解。在1994年和1998年,杨又分离出了另外两个参与该过程的基因——timeless和double time。在接下来的几年里,三人继续揭示了参与该过程的其他机制,包括光在其中发挥的作用。

“这些是非常基础的发现,出现在很多人甚至不相信这个领域存在的时候,”研究昼夜节律的索尔克生物研究所的萨奇达南达·潘达(Satchidananda Panda)说。“他们做了非常英勇的工作……这三位科学家当之无愧。他们开始研究的时候,比任何人都早。”霍尔、罗斯巴什和杨曾因此项工作在2013年荣获“邵逸夫生命科学与医学奖”。
自那时以来,其他科学家已将昼夜节律功能障碍确定为代谢性疾病和神经系统疾病的促成因素。研究也开始表明,当人造光和长时间的夜班等因素使我们脱离自然昼夜周期时,这种失步会导致一系列健康问题,从抑郁症到肥胖症。“这个奖项来得正是时候,因为人们越来越认识到昼夜节律在慢性疾病和衰老中起着重要作用,”潘达说。潘达补充说,这项奖励可能会帮助该领域的研究人员未来更容易获得资金。
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“昼夜节律研究不能被视为一个边缘学科,”加州大学圣地亚哥分校昼夜节律生物学中心主任苏珊·戈尔登(Susan Golden)今年早些时候告诉《大众科学》。“这是生物学。你不考虑时间因素,就无法充分研究神经生物学、新陈代谢、微生物组。”
潘达在哥本哈根的一个新陈代谢科学会议上观看了直播。“今天早上有几个人来找我,说‘哦,昼夜节律是真的。’听到一位科学家这样说很有趣,竟然需要诺贝尔奖才能让他们相信,这是最令人震惊和最有趣的反应。”
今年的诺贝尔生理学或医学奖奖金为九百万瑞典克朗,约合110万美元。