2017诺贝尔医学奖颁给了“生物钟” ，获奖者曾获中国奖项

 

理学或医学奖授予美国遗传学家杰弗里·霍尔（Jeffrey C. Hall）, Michael Rosbash以及 Michael W. Young。

（他/她/他们）将获得金质奖章、证书，（以及/并分享）900万瑞典克朗（约合人民币740万元）的奖金。

实际上，你不知道的是，三位科学家曾经在2013年因为同样的贡献获得邵逸夫生命科学与医学奖。

获奖科学家简介

杰弗里.霍尔(Jeffrey C. Hall)

杰弗里.霍尔(Jeffrey C. Hall)，美国遗传学家，1945年出生于美国纽约。1971年在西雅图华盛顿大学获得博士学位，1971年至1973年在加州理工学院担任博士后研究员。1974年，加入了布兰迪斯大学任教职。杰弗里.霍尔现已退休。

迈克尔·罗斯巴什（Michael Rosbash）

迈克尔·罗斯巴什（Michael Rosbash），美国遗传学家，1944年出生于美国堪萨斯城。他于1970年获得美国剑桥的麻省理工大学博士学位。后在苏格兰的爱丁堡大学做过三年博士后研究。1974年以来，在美国沃尔瑟姆的布兰迪斯大学任职。

迈克尔. 杨（Michael W. Young）

迈克尔. 杨（Michael W. Young），美国遗传学家，1949年出生于美国迈阿密。1975年，他在奥斯丁的德克萨斯大学（University of Texas）获得博士学位。在1975至1977年间，他在Palo Alto的斯坦福大学担任博士后研究员。1978年后，他在纽约的洛克菲勒大学（Rockefeller University）任职。

三位科学家的获奖理由是：

发现控制昼夜节律的分子机制

昼夜节律，听起来高深，实际上就是我们人人耳熟能详的生物钟！

多年以来，我们知道包括人类在内的生物有内在的“生物钟”。它能帮助生物们适应昼夜交替。对所有生物来说，这一生物钟都极为重要，但人们却对它背后的机理知之甚少。

发现动植物生物钟

18世纪，天文学家Jean Jacques d'Ortous de Mairan通过研究含羞草发现白天它的叶子向阳开放，黄昏时关闭。他想知道如果植物处于持续黑暗中会怎么样。结果他发现，没有日常光照，叶子依然遵循正常的交替。植物似乎有自己的生物钟。

▲植物也有昼夜节律

随后其他研究人员也发现，不仅植物，动物和人类都有生物钟，帮助我们在生理上适应一天的活动。这种常规的适应性被称为昼夜节律（circadian rhythm），起源于拉丁语，circa意思是“周围”，dies意思是着“天”。但是，我们内部的生物钟如何工作仍然是一个谜。

鉴定生物钟基因

1971年，罗纳德·科诺普卡（Ronald Konopka）和西莫尔·本泽尔（Seymour Benzer）发现 Period基因（per）的不同突变能够导致果蝇昼夜节律的周期变短、变长或使昼夜节律完全消失。然而，尽管这个生物钟基因被发现，调节果蝇昼夜节律的具体机制仍是个谜。

1971年，罗纳德·科诺普卡（Ronald Konopka）和西莫尔·本泽尔（Seymour Benzer）发现 Period基因（per）的不同突变能够导致果蝇昼夜节律的周期变短、变长或使昼夜节律完全消失。然而，尽管这个生物钟基因被发现，调节果蝇昼夜节律的具体机制仍是个谜。

今年的诺贝尔奖得主通过研究果蝇，了解了生物钟的实际运作方式。1984年，布兰迪斯大学（Brandeis University）的杰弗里·霍尔（Jeffrey Hall）博士和迈克尔·罗斯巴什（Michael Rosbash）博士，与洛克菲勒大学（Rockefeller University）的迈克尔·杨（Michael Young）博士合作，成功地分离了这个period基因。霍尔博士和罗斯巴什博士随后又发现了period基因编码的蛋白PER，该蛋白在夜间积累，白天则被降解。因此，PER蛋白的水平在24小时周期内振荡，与昼夜节律同步。

人体自我节律机制

下一步的关键研究目标，是要了解人体是如何产生和维持昼夜节律的振荡。霍尔博士和罗斯巴什博士假设，PER蛋白阻断了节律周期相关基因的活性。他们认为，通过抑制性反馈回路，PER蛋白可以通过自我负反馈机制，阻止其自身的合成，从而达到连续循环节律调节其自身的水平。

▲周期基因反馈调控的示意图

这个模型是诱人的，但是几个关键拼图失踪了。为了阻止周期基因的活性，在细胞质中产生的PER蛋白必须到达遗传物质所在的细胞核。霍尔博士和罗斯巴什博士已经表明，PER蛋白在晚上于细胞核中积聚，但它是如何进入细胞核的？1994年，杨博士发现了第二个时钟基因，它编码正常昼夜节律所需的TIM蛋白。

▲昼夜节律的生成示意图

至此，三位科学家揭示了果蝇生物钟关键组分的运作机制： 在转录因子激活下，per与tim基因不断表达。而随着它们的表达产物PER和TIM蛋白的增多，这两种蛋白结合成异二聚体，在夜间进入细胞核，抑制转录因子转录活性，从而抑制per与tim自身的转录。而随着PER和TIM的降解，转录因子的激活功能在黎明时得以恢复，激活per和tim进入新的表达周期。

虽然生物钟的分子调节网络远比上述部分复杂，不同生物中发挥作用的生物钟蛋白也不尽相同，但这种反馈环路模式在真核生物中是高度保守的。从真菌到昆虫、到哺乳动物，生物钟的运作机制本质上都是相似的。 因此，杰弗理·霍尔、迈克尔·罗斯巴殊和迈克尔·杨的开拓性研究有着不可磨灭的重要作用。得益于这三位科学家的发现，在近二十几年来，科学家已经对动物的昼夜节律机制有了较为完善的理解。