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2017年诺贝尔医学奖生物节律研究简介 精选

已有 23522 次阅读 2017-10-2 17:59 |系统分类:海外观察

正式公布时间是2017102日下午534分。

2017年诺贝尔生理学或医学奖授予Jeffrey C. Hall,MichaelRosbashMichael W. Young,奖励他们的发现“昼夜节律控制分子机制”。


JeffreyC. Hall。杰弗里·霍尔,美国遗传学家、美国人文与科学学院院士。1971年获西雅图华盛顿大学遗传学博士学位,1974年成为布兰代斯大学教员。2013年获得邵逸夫生命科学及医学奖。1984年他和迈克尔·罗斯巴什的研究小组克隆了果蝇的周期基因,这个基因能够调节果蝇的生物钟。他们还揭示出该基因锁编码的信使核糖核酸和蛋白质含量随昼夜节律而变化。


MichaelRosbash迈克尔·罗斯巴殊,1944年于美国密苏里州堪萨斯市出生,美国国家科学院院士,现为美国布兰戴斯大学生物学教授暨霍华德休斯医学研究所研究员。


MichaelW. Young迈克尔·w·杨生于1949年。30年致力于研究果蝇睡眠和清醒的基因控制模式。在洛克菲勒大学期间,他的实验室通过识别关键基因与测定负责昼夜节律生物钟的作用机制,在时间生物学领域做出了重大贡献。他阐明了节律功能基因,这是果蝇实现睡眠周期控制的基础。他的实验室也最早发现timeless doubletime基因,这些基因也是昼夜节律必需的蛋白质。


地球生命适应地球自传。我们早就知道生物,包括人类有一个内部生物钟,生物钟能帮助生物预测和适应外界节奏规律。但这个时钟具体如何工作呢? Jeffrey C. Hall,MichaelRosbashMichael W. Young对这种生物钟的内部运作机制进行了研究。

他们的发现能解释植物、动物和人类适应各自生物节律,从而可以让这些生物自身与地球自转保持同步。利用果蝇作为模式生物,今年诺贝尔奖得主分离出一个能控制日常生物节律的基因。他们发现这种基因编码一种蛋白质,这种蛋白质夜间在细胞中增加,白天则减少。

随后他们发现了其他控制这种生物钟过程的蛋白质成员,这些成员类似于管理细胞内部维持生物节律时钟的发条。我们现在认识到,同样工作方式的生物钟功能也在人类等多细胞生物中发挥作用。

在不同阶段,生物钟帮助调整身体的生理学功能,时钟调节行为、激素水平、睡眠、体温和代谢等关键功能,影响我们的幸福感,当外部环境和内部生物钟临时出现不不匹配,就可以出现相应紊乱,比较典型的就是当我们穿越多个时区经验“时差”的感觉。也有迹象表明,当我们的生活方式和身体内的生物钟出现慢性失调时也会增加许多疾病的风险。

Keypublications

1.       Zehring, W.A., Wheeler,D.A., Reddy, P., Konopka, R.J., Kyriacou, C.P., Rosbash, M., and Hall, J.C.(1984). P-element transformation with period locus DNA restores rhythmicity tomutant, arrhythmic Drosophila melanogaster. Cell 39, 369–376.

2.       Bargiello, T.A., Jackson,F.R., and Young, M.W. (1984). Restoration of circadian behavioural rhythms bygene transfer in Drosophila. Nature 312, 752–754.

3.       Siwicki, K.K., Eastman,C., Petersen, G., Rosbash, M., and Hall, J.C. (1988). Antibodies to the periodgene product of Drosophila reveal diverse tissue distribution and rhythmicchanges in the visual system. Neuron 1, 141–150.

4.       Hardin, P.E., Hall, J.C.,and Rosbash, M. (1990). Feedback of the Drosophila period gene product oncircadian cycling of its messenger RNA levels. Nature 343, 536–540.

5.       Liu, X., Zwiebel, L.J.,Hinton, D., Benzer, S., Hall, J.C., and Rosbash, M. (1992). The period geneencodes a predominantly nuclear protein in adult Drosophila. J Neurosci 12,2735–2744.

6.       Vosshall, L.B., Price,J.L., Sehgal, A., Saez, L., and Young, M.W. (1994). Block in nuclearlocalization of period protein by a second clock mutation, timeless. Science263, 1606–1609.

7.       Price, J.L., Blau, J.,Rothenfluh, A., Abodeely, M., Kloss, B., and Young, M.W. (1998). double-time isa novel Drosophila clock gene that regulates PERIOD protein accumulation. Cell94, 83–95.




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IP: 202.113.11.*   回复 | 赞 +1 [4]杨正瓴   2017-10-2 18:25
姓 Young !
IP: 202.113.11.*   回复 | 赞 +1 [3]杨正瓴   2017-10-2 18:25
2017 Nobel Prize in Physiology or Medicine
https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/
  
The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2017 was awarded to Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash and Michael W. Young "for their discoveries of molecular mechanisms controlling the circadian rhythm".
IP: 202.113.11.*   回复 | 赞 +1 [2]杨正瓴   2017-10-2 18:22
中秋节快乐!
回复  杨老师,你本家获奖了,祝贺
2017-10-2 18:311 楼(回复楼主) 赞 +1 | 回复
IP: 183.192.31.*   回复 | 赞 +1 [1]孙学军   2017-10-2 18:21
他们的研究在1984年取得第一个突破:他们发现若改变果蝇体内一组特定基因,其昼夜节律就会被改变,这组基因被命名为周期基因(period gene,简称“the per”)。这个发现向人们揭示出天然生物钟是由遗传基因决定的。

在此基础之上,霍尔和罗斯巴殊有了第二个突破。他们发现果蝇脑内周期基因的核糖核酸(mRNA)和蛋白水平呈昼夜节律性变动它们在早晨浓度较低,而夜晚浓度升高。香港中文大学生物医学学院教授陈文乐解释称,周期基因的高浓度核糖核酸及蛋白让人产生睡意,因此人们晚上想睡觉。

    发现控制昼夜节律

之后,三位科学家进一步深入研究,发现更多与生物钟有关的基因(9至12组),并研究出他们的产生、运作机制,了解这些基因的mRNA及蛋白是怎样控制昼夜节律的。令人欣喜的是,这些控制果蝇昼夜节律的机制,也适用于其他生物,包括人类。

陈文乐表示,三位的研究,利用简单的生物(果蝇)为模型,取得重大发现,对生物学家来说几具革新意义。另外,他们的成果为生物及遗传研究开拓出一片广阔新领域,“生物钟及生理控制机制研究在八十年代前完全无人问津,没人尝试过。”

霍尔激动地表示,有些人曾经对基因研究嗤之以鼻。他说,过去有些哺乳动物学家试图找出哺乳动物生物钟运作机制,但一无所获。“九十年代之前的二十多年里,没人尝试从基因变异角度研究哺乳动物生物节律,他们甚至在公开会议上拿它开玩笑!他们觉得从基因角度出发是愚蠢的,不会有任何发现。”

事实证明,基因对生物行为影响巨大。罗斯巴殊表示,虽然目前他们的研究尚不能解决人们睡眠节奏遗传病或需倒时差等问题,“但相信建立在现有基础上,这些问题都将解决,或许不是现在,不是我们,但相信将来会有突破。”

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