新华网 正文
生物节律关乎人生老病死获诺奖关注是必然
2017-10-03 08:37:18 来源: 新京报
关注新华网
微博
Qzone
评论
图集

  人生老病死、昼出夜归,这些都是生物的节律。这些现象很平常,但分子机制却非常复杂,弄清了个中原理,才能更好地适应生物规律。

  10月2日,2017年诺贝尔奖最先揭晓的生理学或医学奖获奖名单公布,该奖将授予杰弗里·霍尔(Jeffrey C.Hall)、迈克尔·罗斯巴什(Michael Rosbash)和迈克尔·杨(Michael W.Young),以鼓励他们发现人体生物钟的分子机制。

  今年的诺贝尔生理学或医学奖3名获奖者,其实也曾被2013年邵逸夫奖的生命科学与医学奖“照拂”,当时就是为了表彰他们在昼夜节律的分子机制方面的发现。生物节律主宰人的行为,其学术价值不言而喻,而获得当今世界上最高的科学荣誉诺奖的“垂青”,则更凸显了其重要性。

  春去秋来,潮涨潮落;花开花谢,夜去昼来……所有这些,都是自然和生物的节律。如果说,地球自转和公转产生春夏秋冬、潮涨潮落的周期可以理解,那为何包括人在内的生物行为会有节律?

  这就要从地球起源和环境演化去找原因。20世纪初,德国医生威廉·弗里斯和奥地利心理学家赫乐曼斯·沃博达宣称,人的体力存在着一个以23天为一周期的“体力盛衰周期”;人的情感和精神状况也存在着以28天为一周期的“情绪波动周期”。20年后,奥地利的阿尔弗雷德·特尔切尔教授也称发现了人的智力存在着一个从出生之日起以33天为一个周期的“智力强弱周期”。后来人们称其为“人体生物三节律”,即PSI周期(Physical、Sensitive和Intellectual的缩写)。

  但直到1971年,才有科学家从生物的分子和功能中发现端倪。罗纳德·科诺普卡和西莫尔·本泽尔发现果蝇体内的Period基因(per)产生不同突变后,会致使果蝇本来按部就班的生活规律变得混乱不堪,如导致果蝇昼夜节律的周期或变短或变长,甚至让其昼夜节律消失。

  但这仍不能完全解释为何这个基因会主宰果蝇的有规律的行为。1984年,三位美国学者——也就是此次获诺奖的这三人,先后独立地克隆了per基因,才开始深入地揭示生物节律的机制。

  霍尔和罗斯巴什发现,per基因编码的蛋白(per蛋白)是种转录抑制因子,通过抑制该基因的表达产生了约24小时的节律。迈克尔·杨则于1994年获得更大的突破,发现了另一个决定生物节律的生物时钟基因tim(Timeless)。当tim蛋白与PER蛋白结合在一起后,能进入到细胞核中阻断per基因的活性,让这个抑制反馈回路得以循环往复。

  这些基因也存在于人体。生物节律基因的发现让人们更加懂得,人的生老病死是种节律,人们按24小时和昼作夜息的规律安排生活和工作,同样是符合生物节律。人体的生物节律也决定着体内多种激素的分泌,共同调控人的行为,例如到夜晚,松果体分泌褪黑激素增多,帮助人们安然入睡。而且,分泌褪黑激素也能调整时差,纾解压力,解决情绪失调,并且是一种很强的抗氧化物,能中和并清除自由基。所以褪黑激素也被视为一种生物时钟。

  虽然生物节律的分子机制非常复杂,但是其反映的机理,却是基础的、常识性的,即如何适应规律和按规律办事。那当人类进入信息时代,人们彻夜工作挑战生物节律和生物时钟之时,是否在朝演化的逆方向而行?这类问题,最终也得从生物节律研究中找寻答案。□张田勘(科普作家)

+1
【纠错】 责任编辑: 马若虎
相关新闻
新闻评论
加载更多
中秋月圆
中秋月圆
丰收金秋 扮靓山乡
丰收金秋 扮靓山乡
“枫”景醉游人
“枫”景醉游人
铁路父女的中秋“团聚”
铁路父女的中秋“团聚”

010020060700000000000000011104851121759256