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2017年诺贝尔生理学及医学奖花落“生物钟”,健康科学研究院秦曦明教授刊文评论

 

瑞典皇家科学院宣布将2017年诺贝尔生理学或医学奖授予Jeffrey C. Hall(杰弗里·霍尔)、Michael Rosbash(迈克尔·罗斯巴什)、Michael W. Young(迈克尔·扬),以表彰他们在近日节律(Circadian rhythms,人们通常也称其为生物钟)研究中取得的成就。他们用果蝇作为模式生物,克隆得到第一个生物钟基因,period周期基因),并且发现周期基因所表达的周期蛋白会在晚上积累,白天则会降解,周期蛋白浓度会随着昼夜节律呈现规律性的24小时周期变化,从而提出控制近日节律的分子机制,转录翻译负反馈环路。

我们的身边有着各种各样的计时装置,但恐怕很少人知道我们身体内的每一个细胞都有一个“滴答滴答”的生物钟表在24小时地周期工作,指导我们诸多生理系统的活动。广义的生物钟涵盖一切与生命活动相关的周期变化背后的基本规律,而我们通常所说的生物钟则是指近日节律(其周期接近地球自转的周期)的内在运行机制,是自然界进化的杰出代表之一。人类的生物钟计时系统是一个多层次系统,存在一个中心时钟和许多的外周时钟。这个中心时钟位于下丘脑中视神经交叉的上部,被命名为“视交叉上核”(SCN)。中心时钟对我们身体每一个组织和器官的外周时钟的意义,有些像格林尼治天文台的标准时间,是世界各地时间的参考标准。

越来越多的科学家对生物钟和其他生理系统之间的交互关系感兴趣,因为生物钟的紊乱与许多疾病有直接的关联,例如代谢紊乱、肿瘤发生、睡眠紊乱、和精神类的疾病。人类的内在时钟周期比24小时略长一些,大概在24.5-25小时,并且每天感应光照变化来帮助人类适应外界的环境。因此研究生物钟,既能促进对疾病发生机制的理解,又能开发治疗这些疾病的靶向药物。

为了让公众更多地认识生物钟,认识科学,安徽大学健康科学研究院秦曦明教授在“科学通报”(微信号:kexuetongbao)发表了“生物钟如何校准时间?”,从生物钟同步化研究的历史开始,对哺乳动物生物钟的同步化做了系统的介绍。另外秦教授还在“知识分子”(微信号:The-Intellectural)公众号发表了“蓝绿细菌的生物钟,‘另类’还是‘先驱’——会不会是下一个引力波?”的文章,对生物钟领域中的“另类”成员,一个不以转录翻译负反馈环路驱动生物钟运行作为分子机制的蓝绿细菌(或称为蓝藻)生物钟研究,提出了自己的看法。相关文章链接如下:

http://blog.sciencenet.cn/blog-528739-1075588.html

http://zhishifenzi.blog.caixin.com/archives/169706

秦曦明教授是安徽大学健康科学研究院教授,安徽省“百人计划”入选者,中国细胞生物学学会生物节律分会委员,研究的主要内容包括生物钟的分子与结构基础, 生物钟组分的功能和生物钟调节健康的靶点分子等。

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