來源：新民晚報 記者：易蓉 編輯：梅瓔迪 2017-10-03 12:24
解開萬物生物鐘運(yùn)行的奧秘
晝行夜伏，日出而作日落而息，包括人類在內(nèi)的地球生物體內(nèi)的生物鐘究竟是如何運(yùn)作的？生命周期事關(guān)健康，影響生命活力，其中奧秘怎樣解開？昨晚，2017年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎在瑞典卡羅琳斯卡醫(yī)學(xué)院揭曉，“發(fā)現(xiàn)晝夜節(jié)律的分子機(jī)制”的三位美國科學(xué)家——布蘭迪斯大學(xué)杰弗里·霍爾（Jeffrey C. Hall）、邁克爾·羅斯巴什（Michael Rosbash）和洛克菲勒大學(xué)邁克爾·揚(yáng)（Michael W. Young）獲獎。
生物鐘是什么
包括人類在內(nèi)，地球上的生命體內(nèi)都有生物鐘的存在，來幫助生物適應(yīng)晝夜變化?？茖W(xué)家認(rèn)為，晝夜節(jié)律之“鐘”是一套由感光神經(jīng)元、內(nèi)分泌系統(tǒng)、基因振蕩表達(dá)共同組成的功能體系，它的存在事關(guān)健康。搞清楚生物鐘的原理，如同打開一把鎖住疾病秘密的鎖，能夠幫助人類更清楚地知曉生命奧義，預(yù)防和治愈相關(guān)疾病。
上世紀(jì)70年代，科學(xué)家就開始尋找生物鐘基因，與此相關(guān)的研究持續(xù)到了今天。北京大學(xué)講席教授饒毅評價，研究生物鐘最重要的六位科學(xué)家都在美國，其中三位正是今年的新晉諾獎得主——霍爾、羅斯巴什和楊最先克隆出第一個節(jié)律基因“period”（周期基因）；隨后，霍爾和羅斯巴什發(fā)現(xiàn)果蠅腦內(nèi)周期基因的核糖核酸和蛋白水平呈“早晨濃度較低而夜晚升高”的晝夜節(jié)律性變動；之后三位科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了更多與生物鐘有關(guān)的基因(9至12組)，并研究出他們的產(chǎn)生、運(yùn)作機(jī)制，了解這些基因的核糖核酸及蛋白是怎樣控制生物鐘的。
而饒毅提到的另外三位重要人物分別是，首次發(fā)現(xiàn)生物鐘基因的西摩·本澤和羅納德·科諾普卡，以及后來第一位找到哺乳類生物鐘基因的日裔科學(xué)家高橋?！氨緷傻热说难芯渴峭黄菩缘?，但當(dāng)時的技術(shù)無法有跟進(jìn)一步的解釋。70年代分子生物學(xué)手段風(fēng)起云涌，霍爾等人將分子克隆、生物遺傳學(xué)等新技術(shù)回過來追問基本問題，大約10年后從分子水平上直接解釋了生物鐘的內(nèi)在機(jī)制，由此更深入的研究得以開展?！鄙虾＝淮筢t(yī)學(xué)院解剖學(xué)與生理學(xué)系研究院研究員徐楠杰說，“不過有些遺憾，我曾與高橋同在西北美國德州大學(xué)西南醫(yī)學(xué)中心工作，他的研究同樣是有重要意義的。”
生物鐘與健康
徐楠杰說，“盡管從'分子’到'行為’之間還有很多不同層次的溝壑需要慢慢填補(bǔ)，但用最新的手段扣問經(jīng)典問題的氛圍一直在這一領(lǐng)域延續(xù)，所以生物鐘相關(guān)研究也一直非常活躍?！?全世界的研究者已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了數(shù)十個與生物鐘有關(guān)的基因，不少基因都以“時間”命名，比如“Clock”（鐘）、“Period”（周期）、“Timeless”（不受時間影響）和“Frequency”（頻率）等等。此外，科學(xué)家也發(fā)現(xiàn)除了大腦中的“主生物鐘”外，還需要存在于肝臟、胰臟等器官和脂肪組織中的“外周生物鐘”。如果任何一個外周生物鐘和主生物鐘不同步，就有可能導(dǎo)致肥胖、糖尿病、抑郁癥和其他復(fù)雜疾病。還有科學(xué)家對8753對成年雙胞胎進(jìn)行研究，證明人的生物鐘有很強(qiáng)的遺傳性；也有人對一個4點(diǎn)半醒7點(diǎn)半睡的奇特家族研究，發(fā)現(xiàn)了掌管睡眠開關(guān)的基因突變相關(guān)疾病的關(guān)系。
生物鐘與健康息息相關(guān)，能夠?qū)θ说乃?、新陳代謝、荷爾蒙水平等產(chǎn)生影響?！盎A(chǔ)研究證明生物體內(nèi)自生存在節(jié)律，這是非常重要的發(fā)現(xiàn)，對臨床研究也有很大的啟發(fā)?！鄙虾＝淮笾逻h(yuǎn)講席教授程蜀琳團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了一項(xiàng)對慢性失眠的超重和肥胖男性進(jìn)行有氧運(yùn)動干預(yù)的研究，就遵照被測試者的生物鐘特點(diǎn)安排運(yùn)動訓(xùn)練，來觀察睡眠、運(yùn)動和用藥相關(guān)對糖尿病人的影響，“我們希望回答如何按照生物節(jié)律來讓運(yùn)動、藥物產(chǎn)生最大的效果，避免副作用，這些研究應(yīng)用了前人有關(guān)生物節(jié)律的成果。”
但是，程教授坦言，盡管臨床研究已經(jīng)證實(shí)許多疾病都與生物鐘相關(guān)，例如睡眠不足的影響，但其背后的機(jī)制仍并不清楚?！叭豢茖W(xué)家及他們的后人做得工作正是讓我們知道了生物節(jié)律的某些機(jī)制，和發(fā)生這些疾病的原因，然后才能更精準(zhǔn)地、個性化地對癥下藥。但人是一個非常復(fù)雜的生物體，不是單靠一個基因就能調(diào)整睡眠，睡眠障礙與代謝性疾病究竟誰是'因’誰是'果’，也可能是雙向影響的，其中還有許多未知。但前人的工作給予我們很多啟發(fā)，可以在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步挖掘，而這就是科學(xué)。”
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