體內(nèi)鐘兒“嘀嗒”響

尹代群/文

含羞草的葉子白天時(shí)會(huì)打開(kāi)，夜晚會(huì)閉合“睡覺(jué)”。如果把它放在一個(gè)密不見(jiàn)光的房間里，它會(huì)一直“睡”嗎？18世紀(jì)的天文學(xué)家讓·德梅朗就對(duì)此深感好奇。他把含羞草放置到一個(gè)全黑的房間里，觀察它的情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，含羞草并不會(huì)一直“沉睡”，它仍然遵循著晝“醒”夜“眠”的規(guī)律。

這是因?yàn)楹卟蒹w內(nèi)有一臺(tái)看不見(jiàn)的“時(shí)鐘”控制著含羞草生命體的節(jié)律，即使外界環(huán)境發(fā)生了變化，它也依然遵循著這個(gè)節(jié)律。（哈哈，你可以去試試把自己放到全黑的屋子里，看會(huì)不會(huì)睡上幾天幾夜。）

嗯，這不就是人們常說(shuō)的生物鐘嗎？我們?nèi)梭w也有哇。

是呀，生物鐘也在我們體內(nèi)“嘀嗒”作響，可是它在哪兒？又有什么作用呢？

這，這，不知道??！

人體內(nèi)的這臺(tái)“時(shí)鐘”精度極高，它調(diào)節(jié)著我們的各項(xiàng)生理活動(dòng)，使之與不斷變化的外部環(huán)境相適應(yīng)。如果外部環(huán)境與我們體內(nèi)“鐘”的節(jié)奏不同步，就會(huì)影響身體健康。

科學(xué)家為我們揭開(kāi)了它背后的秘密。

2017年，諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)授予了美國(guó)的科學(xué)家杰弗里·霍爾、邁克爾·羅斯巴什和邁克爾·楊三位科學(xué)家，以表彰他們?cè)凇翱刂茣円构?jié)律的分子機(jī)制方面的發(fā)現(xiàn)”。

20世紀(jì)70年代，兩位美國(guó)科學(xué)家注意到一只晝夜節(jié)律異常的果蠅，通過(guò)分析，發(fā)現(xiàn)它體內(nèi)的周期基因（Period基因，簡(jiǎn)稱(chēng)Per基因）發(fā)生了突變，從而使它喪失正常的晝夜節(jié)律，生活變得混亂不堪。

含羞草在正常環(huán)境下和被放置在黑屋子里

體內(nèi)鐘兒

可是這一基因是如何影響晝夜節(jié)律的呢？

1984年，杰弗里·霍爾和邁克爾·羅斯巴什從果蠅體內(nèi)克隆出了Per基因，并且把這個(gè)基因編碼產(chǎn)生的蛋白稱(chēng)為Per蛋白。他們發(fā)現(xiàn)這種蛋白質(zhì)會(huì)受晝夜控制：夜晚它在細(xì)胞核內(nèi)的濃度升高，白天降低，而且Per蛋白會(huì)在不同時(shí)段有不同的濃度，以24小時(shí)為周期增加和減少，與晝夜節(jié)律驚人的一致。為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的變化呀？是不是它在管著Period基因的活動(dòng)啊？

科學(xué)家們是這樣猜想的。

當(dāng)Per基因有活性的時(shí)候，可以下達(dá)命令合成Per蛋白質(zhì)。隨后，Per蛋白質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞核，逐漸積累，抑制Per基因的活性，讓它生產(chǎn)的Per蛋白減少。當(dāng)Per蛋白質(zhì)減少時(shí)，Per基因開(kāi)始活躍。這樣周而復(fù)始，形成了晝夜節(jié)律。

但是，Per蛋白質(zhì)只有進(jìn)入細(xì)胞核才能影響Per基因活動(dòng)。奇怪的是，這種蛋白質(zhì)并不能靠自身進(jìn)入細(xì)胞核。它是怎么“打入”細(xì)胞核的呢？

第三位美國(guó)科學(xué)家邁克爾·楊上場(chǎng)了。

1994年，邁克爾·楊發(fā)現(xiàn)了另一個(gè)控制生物鐘的基因Timeless，它可以在細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生Tim蛋白質(zhì)。Per蛋白質(zhì)和Tim蛋白質(zhì)一旦結(jié)合，就可以“混”進(jìn)細(xì)胞核啦。不過(guò)呀，Tim蛋白質(zhì)會(huì)在光照刺激下被大量降解，“便車(chē)”沒(méi)有了，Per蛋白質(zhì)就不能進(jìn)入細(xì)胞核了。

所以啊……答案就不用我說(shuō)了吧。

其他科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)，我們?nèi)梭w內(nèi)除了大腦有一個(gè)主生物鐘外，肝臟、胰腺等和其他組織也有生物鐘存在，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)身體的多個(gè)部位。一旦“時(shí)鐘”出現(xiàn)紊亂，將會(huì)導(dǎo)致糖尿病、抑郁癥和其他疾病。

它們就像一個(gè)樂(lè)隊(duì)，大腦生物鐘是指揮，身體的其他生物鐘是樂(lè)手，所有的樂(lè)手只有聽(tīng)從指揮的指令，才能奏出美妙的音樂(lè)，我們的身體才會(huì)健康運(yùn)行。

這就是所謂的生物鐘，我們身體時(shí)間的主宰。

生物鐘讓我們的生理能夠預(yù)測(cè)并適應(yīng)一天的不同階段。我們的生物鐘可以幫助調(diào)節(jié)睡眠、進(jìn)食、激素釋放、血壓和體溫。

人體生物鐘