魔力鐘挑戰(zhàn)諾貝爾

高翔宇

女士們、先生們：

你們好！

我們都知道，每個(gè)人的身體里隱藏著一個(gè)有魔力的時(shí)鐘，它控制著生命的節(jié)奏。我們一直在尋找打開(kāi)這座時(shí)鐘的鑰匙，渴望了解生命密碼。今天，我很榮幸地告訴大家，有三位科學(xué)家已經(jīng)幫我們找到了答案，他們是——杰弗里·霍爾、邁克爾·羅斯巴什和邁克爾·楊……

如果你以為這是“諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)”的頒獎(jiǎng)現(xiàn)場(chǎng)，那你可大錯(cuò)特錯(cuò)了。這只是街頭巷尾熱議“2017年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)”的一個(gè)橋段。

如今，這個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)實(shí)在太火了！因?yàn)?，今年的獲獎(jiǎng)內(nèi)容和我們每一個(gè)人都息息相關(guān)，這就是我們既熟悉又陌生的——生物鐘。

這個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)對(duì)我們最直接的影響是，爸爸媽媽再也不敢讓我們熬夜了！

因?yàn)椤?/p>

熬夜會(huì)讓生物鐘紊亂，而生物鐘一旦紊亂，對(duì)我們的身體會(huì)造成各種各樣的損害。

以前我們并不知道——

大腦恢復(fù)需要1周時(shí)間。

肝臟腸胃恢復(fù)需要兩周時(shí)間。

心理?yè)p傷恢復(fù)則需要更長(zhǎng)時(shí)間。

這就是“2017年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)”的研究成果嗎？

Yes or No？接著往下看！

植物先行者

“生物鐘”并不是一個(gè)新的研究課題，它早在1792年就已經(jīng)開(kāi)始。

那是一個(gè)夏天的傍晚，法國(guó)天文學(xué)家德梅朗發(fā)現(xiàn)含羞草已經(jīng)“睡覺(jué)”了，它的葉子合上了，而白天時(shí)它的葉子是張開(kāi)的。

德梅朗很好奇：如果含羞草持續(xù)處于黑暗環(huán)境中，會(huì)產(chǎn)生什么變化？結(jié)果他發(fā)現(xiàn)，盡管沒(méi)有日光照射，含羞草的葉子每天仍然保持正常的規(guī)律性變化。

顯然，植物也能分辨白天和黑夜。德梅朗是發(fā)現(xiàn)生物鐘的第一人。

后來(lái)，其他科學(xué)家發(fā)現(xiàn)不僅是植物，動(dòng)物和人類(lèi)體內(nèi)也有這樣的生物鐘，“吃喝拉撒睡”都有定時(shí)。

上世紀(jì)七十年代，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了哺乳動(dòng)物生物鐘的大體位置：動(dòng)物眼睛后面的小丘腦有兩個(gè)很小的區(qū)域，這個(gè)區(qū)域的神經(jīng)元連接視網(wǎng)膜，負(fù)責(zé)對(duì)光明和黑暗的周期性反應(yīng)，讓肌體隨著白天和夜晚的時(shí)間活動(dòng)或休息，這就是視交叉上核。

視交叉上核只有四分之一顆米粒大小，由大約20000個(gè)神經(jīng)細(xì)胞組成，負(fù)責(zé)向大腦和身體發(fā)出信號(hào)，控制激素釋放、調(diào)節(jié)體溫和食欲。它影響著血壓、血糖、睡眠、新陳代謝等各種生理過(guò)程和行為方式。

更重要的是，它還控制著10%～43%的基因表達(dá)。

“基因表達(dá)”聽(tīng)起來(lái)有點(diǎn)陌生。簡(jiǎn)單點(diǎn)講，其實(shí)就是基因的外在表現(xiàn)。比如，美麗基因、健康基因，它們可以決定你是否美麗、是否健康。而今天，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)這些基因有百分之四十的幾率可以改變。控制這種改變的“幕后英雄”，就是生物鐘。

在生物鐘的干預(yù)下，美女可以變丑，丑女也有可能變美。男生也不例外哦。

它還可以讓健康變壞，讓疾病好轉(zhuǎn)，這取決于你能不能善待自己的生物鐘。

發(fā)現(xiàn)神奇PER

聽(tīng)起來(lái)很神奇？難點(diǎn)也就在這里！

知道了生物鐘的大體位置，也知道了生物鐘很神奇，但是這個(gè)無(wú)齒輪、無(wú)指針的神奇物件究竟是怎么工作的呢？難道人類(lèi)對(duì)它就束手無(wú)策了嗎？這就是今年“諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)”得主們研究的課題。

通過(guò)無(wú)數(shù)次實(shí)驗(yàn)，科學(xué)家在果蠅體內(nèi)成功分離出周期基因物質(zhì)，他們發(fā)現(xiàn)，正是這種物質(zhì)控制了生物的節(jié)律。

這也是迄今為止，生物鐘的概念第一次以具體物質(zhì)形態(tài)呈現(xiàn)在人類(lèi)面前。

接下來(lái)，科學(xué)家需要研究，周期基因用什么方式工作。

實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：周期基因可以編碼一種PER蛋白質(zhì)。夜晚時(shí)，PER蛋白質(zhì)在細(xì)胞中開(kāi)始集聚；到了白天，又開(kāi)始降解，呈現(xiàn)出一種類(lèi)似時(shí)鐘的機(jī)制。

研究發(fā)現(xiàn)：美國(guó)有個(gè)家族的人習(xí)慣每天3時(shí)～4時(shí)起床，18時(shí)～19時(shí)睡覺(jué)。這就是PER蛋白質(zhì)開(kāi)始降解和集聚的時(shí)間，也是它在管理這個(gè)家族的睡眠和起床時(shí)間。

如果把PER物質(zhì)注射到小白鼠身上，小白鼠的作息時(shí)間會(huì)變得和這個(gè)家族類(lèi)似。也就是說(shuō)，喜歡“睡懶覺(jué)”的小白鼠會(huì)因此改變習(xí)慣，早睡早起。

科學(xué)家們還發(fā)現(xiàn)，除了作息，PER物質(zhì)其實(shí)有很多兄弟姐妹，有PER1、PER2、PER3……它們分別控制著不同領(lǐng)域。譬如，飲食。實(shí)驗(yàn)證明，喜歡夜里暴飲暴食的人就是PER2物質(zhì)紊亂。

可為什么會(huì)出現(xiàn)紊亂呢？

科學(xué)家告訴我們，那是因?yàn)?，總有人喜歡長(zhǎng)時(shí)間和生物鐘“對(duì)著干”，該睡覺(jué)時(shí)不睡覺(jué)，該吃飯時(shí)不吃飯，我們身體里的生物鐘也會(huì)為之改變。這個(gè)時(shí)候，“PER家族”會(huì)發(fā)生變化，疾病就會(huì)隨之而來(lái)！

肥胖、糖尿病、高血壓、高血脂……這些都和生物鐘紊亂有很大關(guān)聯(lián)。

除此以外，還有一些因素可以改變生物鐘。譬如：光照！

為了證明生物鐘變化后的影響，科學(xué)家將變化后的PER物質(zhì)注入小白鼠體內(nèi)，小白鼠的生物鐘隨之發(fā)生改變。這也是生物鐘紊亂會(huì)造成影響的直接證據(jù)。

你的健康小助手

今天，科學(xué)家們想通過(guò)對(duì)生物鐘運(yùn)行規(guī)律的了解，嘗試人為控制生物鐘，讓這個(gè)神秘的時(shí)鐘成為人類(lèi)健康的小助手。

目前，中國(guó)已有近100個(gè)實(shí)驗(yàn)室在從事相關(guān)研究，并取得了卓越的科研成果。

“女士們、先生們，你們好！本次‘諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)依舊和生物鐘有關(guān)，有請(qǐng)中國(guó)科學(xué)家……”

你，期待這一天嗎？endprint