大家都知道諾貝爾獎(jiǎng)，但近年來有一個(gè)火熱程度不亞于諾獎(jiǎng)的科學(xué)獎(jiǎng)出現(xiàn)了——科學(xué)突破獎(jiǎng)（the Breakthrough Prize）。
科學(xué)突破獎(jiǎng)被譽(yù)為“科學(xué)界的奧斯卡”，是2012年起頒發(fā)的科學(xué)獎(jiǎng)項(xiàng)，獎(jiǎng)勵(lì)在生命科學(xué)、數(shù)學(xué)和基礎(chǔ)物理學(xué)領(lǐng)域有杰出貢獻(xiàn)的人士。
科學(xué)突破獎(jiǎng)的創(chuàng)始人為谷歌聯(lián)合創(chuàng)始人謝爾蓋·布林（Sergey Brin）、基因技術(shù)公司23andMe的聯(lián)合創(chuàng)始人安妮·沃西基（Anne Wojcicki）、臉書創(chuàng)始人馬克·扎克伯格（Mark Zuckerberg）和妻子普莉希拉·陳（Priscilla Chan）、物理學(xué)家和企業(yè)家尤里·鮑里索維奇·米爾納（Yuri Milner）和妻子茱莉亞·米爾納、馬云和張瑛夫婦。后來，馬化騰也成為突破獎(jiǎng)的捐贈(zèng)人之一。
科學(xué)突破獎(jiǎng)的獲獎(jiǎng)?wù)呙咳丝梢垣@得三百萬元美金的獎(jiǎng)勵(lì)，數(shù)額約為諾獎(jiǎng)的3倍。
▲扎克伯格（左）和米爾納（右）在科學(xué)突破獎(jiǎng)大會(huì)上
2017年，?畢業(yè)于北京大學(xué)的數(shù)學(xué)家惲之瑋和張偉獲得科學(xué)突破獎(jiǎng)-數(shù)學(xué)新視野獎(jiǎng)，成為華人之光。
▲惲之瑋（左）和張偉（右）在科學(xué)突破獎(jiǎng)?lì)C獎(jiǎng)典禮上
其實(shí)，科學(xué)突破獎(jiǎng)除了設(shè)立了獎(jiǎng)勵(lì)科學(xué)家的大獎(jiǎng)以外，另外設(shè)立了面向中學(xué)生的 Breakthrough Junior Prize（青少年突破獎(jiǎng)）。
今年的 Breakthrough Junior Prize 是第四屆，競(jìng)賽內(nèi)容是生命科學(xué)、物理或數(shù)學(xué)相關(guān)的3分鐘原創(chuàng)短視頻，視頻的制作者必須是13-18歲的學(xué)生。
評(píng)委包括可汗學(xué)院創(chuàng)始人 Salman Khan，美國(guó)航空航天局（NASA）退役宇航員 Scott Kelly，科學(xué)突破獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)?wù)?、物理學(xué)家 Nima Arkani-Hamed 等。
今年的獲獎(jiǎng)?wù)邉倓偣迹莵碜杂《鹊?6歲中學(xué)生 Samay Godika。他獲得了組委會(huì)贈(zèng)與的40萬美金的教育獎(jiǎng)金。
▲Samay Godika
Samay 制作的關(guān)于晝夜節(jié)律和健康的短視頻在12000名參賽者中脫穎而出。Samay 表示，他的家人罹患了帕金森和其他神經(jīng)疾病，因此他對(duì)醫(yī)學(xué)特別感興趣。
人類的一項(xiàng)突破性大發(fā)現(xiàn)（2017年諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)獲得者頒給研究晝夜節(jié)律分子運(yùn)作機(jī)制的三位科學(xué)家）有著深遠(yuǎn)的影響，它不僅可以促進(jìn)學(xué)業(yè)成績(jī)，還可以對(duì)抗癌癥。
這個(gè)大發(fā)現(xiàn)隱藏在這些現(xiàn)象之下：
心臟病更有可能在早上發(fā)生。
奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)的記錄更有可能在下午被打破。
連我的哮喘病情也是在黎明最嚴(yán)重。
我們是不是時(shí)間的傀儡呢？
歡迎來到晝夜節(jié)律，我們的生物鐘的世界。
晝夜節(jié)律調(diào)節(jié)著我們的清醒程度、肌肉力量的大小、細(xì)胞的修復(fù)速率，以及任何生理活動(dòng)在一天中的巔峰和低谷。
我們的睡眠類型（chronotype）決定了我們的是夜貓子，還是早鳥。
一些人的生物鐘決定了他們適合早睡早起，而一些人則適合晚睡晚起。
大多數(shù)青少年都是夜貓子，但是學(xué)校的上學(xué)時(shí)間卻很早。一些研究發(fā)現(xiàn)，晚上學(xué)1小時(shí)可以顯著提升學(xué)生的成績(jī)。
那么決定晝夜節(jié)律是誰呢？
決定晝夜節(jié)律的是大腦中的下丘腦視交叉上核（superchiasmatic nucleus，SCN），它們對(duì)光線很敏感。
我們的內(nèi)臟也有各自的節(jié)律，它們就像一支交響樂團(tuán)，SCN則像是它們的總指揮。
當(dāng)它們的節(jié)律一致時(shí)，人體就處于和諧之中。但是當(dāng)它們失去同步性，我們的身體就會(huì)感覺不適。
比如，在晚上多吃了一頓宵夜，或是白天多吃了一包零食，肝臟就會(huì)紊亂。
又如，太多的屏幕燈光，或是日照太少，SCN 就亂了，晝夜節(jié)律也跟著亂作一團(tuán)。搭乘飛機(jī)產(chǎn)生的時(shí)差也會(huì)嚴(yán)重?cái)_亂晝夜節(jié)律。
長(zhǎng)時(shí)間處于晝夜節(jié)律失調(diào)的狀態(tài)會(huì)給身體造成災(zāi)難性的后果，如肥胖癥、糖尿病、癡呆癥。
來看一下細(xì)胞是怎么知道晝夜節(jié)律的。
晝夜節(jié)律和 PER 以及 CRY 基因有關(guān)，它們可以分別指導(dǎo)蛋白質(zhì) PER 和 CRY 的合成。
BMAL1 和 CLOCK 這兩種蛋白質(zhì)可以激活這兩個(gè)基因?；虮患せ詈?，信使RNA拿著基因給的蛋白質(zhì)合成配方表，從細(xì)胞核來到核糖體（細(xì)胞中合成蛋白質(zhì)的地方）里。
核糖體可以生產(chǎn) PER 和 CRY 這兩種蛋白質(zhì)。
這倆蛋白質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞核，就可以阻止 BMAL 和 CLOCK 蛋白質(zhì)激活 PER 和 CRY 基因。
不知道你有沒有看懂這里復(fù)雜的關(guān)系。
換句話說，PER 以及 CRY 基因被激活后，制造了讓自己被關(guān)掉的蛋白質(zhì)。這就像你被鬧鐘叫醒以后，捂住耳朵聽不到鬧鈴聲，又睡過去了。
但是 PER 以及 CRY 基因徹底關(guān)掉之后，就沒人來制造讓它們保持休眠狀態(tài)的蛋白質(zhì)了。所以過一段時(shí)間之后，它們又會(huì)被激活。
這就像你徹底睡著后，肌肉松弛，就捂不住耳朵，于是你又會(huì)被鬧鈴叫醒了。
多么完美的負(fù)反饋循環(huán)！它們就是24小時(shí)晝夜節(jié)律的分子基礎(chǔ)。
正是晝夜節(jié)律決定了我外婆的關(guān)節(jié)炎在晚上最嚴(yán)重。
連癌細(xì)胞也有晝夜節(jié)律。所以化療要在正確的時(shí)間進(jìn)行，才能事半功倍。
我們要知道，每一種藥都應(yīng)該配合正確的時(shí)間服用。
謝謝大家的觀看，我的名字叫 Samay。在梵語里這是時(shí)間的意思。
編輯：謝婉吟 李晨琰責(zé)任編輯：姜澎
來源：微信號(hào)“把科學(xué)帶回家”。
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