诺贝尔生理学与医学奖官方解读:生物钟背后分子机制
2017年度诺贝尔生理学与医学奖获奖者到底是谁?
果蝇立功!帮助揭人体生物钟分子机制助科学家获诺奖
2017诺奖生理学或医学奖讲什么?器官里都有生物钟
2017年诺贝尔生理学与医学奖授予杰弗理·霍尔(Jeffrey C。 Hall)、迈克尔·罗斯巴殊(Michael Rosbash),与迈克尔·杨(Michael W。 Young),以表彰他们发现了昼夜节律的分子机制。
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先来看看科学家们的精彩点评。
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徐璎(教授,博士生导师,中国细胞生物学会-生物节律分会会长,国家杰出青年获得者,科技部重大项目研究计划首席科学家):
昼夜节律分子机制能够获奖,我觉得第一个很重要的原因就是它的广泛性。广泛性体现在三个方面,第一几乎所有生物都有生物钟,第二,在基因层面,控制10-40%基因表达,第三,与各种生理与行为广泛联系。所以这样一个系统非常重要。
第二个原因就是它的基础性。生物钟有一个很好的系统,从输入系统到震荡系统到输出系统。因为这样一个系统,所以通过研究这个系统可以与环境相链接,同时与机体的所有系统相关联,这样也可以通过生物节律进行调控。另外一个生物节律有周期,相位,振幅构成,如在纯种的C57BL6小鼠中,这个周期精确到23.7±0.1小时。因为数字化和精确性导致研究的时候可以采用数学建模等方法,我相信生命科学经过几十年后,都会上升到理论,因此生物钟研究可以成为其他生命科学研究的示范。
第三个原因,我觉得可以从它的应用价值来看,随着科技发展,我们现代社会已经进入时空变换非常迅速的阶段。由这种时空变换导致生物钟紊乱,产生了众多的社会病症。生物节律是一个系统性的调控,通过生物节律的调控,使得我们能够更好适应时空变换,比如像我们时差调整等。另外,人们对生物钟的研究,从最开始好奇它的反馈机制、它的周期形成,到现在慢慢地体现到了应用价值上,比如疾病相关、早起早睡,这些也是由于生物钟的紊乱造成。一般我们的正常生活过程中也有生物钟的变化,比如年轻人晚起,到老了慢慢变成早睡早起,其实这也是一个生物钟变化。
总结下来,我觉得其获奖原因有三,一是它的广泛性,二是它的基础性,三是它在将来应用的潜在性。而获奖的三名科学家,他们发现的这些生物钟核心基因,奠定当代生物钟研究基础。
我觉得中国生物节律领域也聚集了一批从国外回来的优秀的年轻人,中国的生物钟团体也得到了很快的发展。而且国家层面也有对生物钟研究前景认识,早在2013年基金委就已经组织双清会议来探讨并且布局中国的生物节律的研究。
我们学会(中国细胞生物学学会生物节律分会)是在2015年成立的,在这过程中得到了中国细胞生物学会的支持,目前全国已有30多个实验室在从事生物钟相关研究。
朱岩(中国科学院生物物理研究所研究员,脑与认知科学国家重点实验室,创新课题组组长,中科院“百人计划”获得者):
我第一时间的反应是惊讶。不是因为生物节律的分子机制工作不重要,而是觉得很多年前它就应该拿诺奖。多年过去了,更多的科学发现层出不穷,也许离获奖的机会越来越远了。
第二个反应是为十年前去世的原加州理工学院的西摩·本泽(Seymour Benzer)惋惜。我还是研究生时和来访的杰弗理·霍尔(Jeff Hall)一起吃过饭,去年也接待了来访的迈克尔·罗斯巴殊(Michael Rosbash)。他们的工作都很出色。但是对生物节律机制研究的最早breakthrough(突破性进展)其实是本泽的工作。作为现代行为遗传学的奠基人,本泽最先提出单个基因能够影响行为,并在随后从果蝇到人的众多行为研究中得到证实,这个理念极大的促进了神经科学的发展。本泽和罗纳德·科诺普卡(Ronald Konopka)最早做的筛选得到了period(周期)突变果蝇,这成为后来节律研究的突破口。
第三个反应是以后可以不用给低年级研究生解释“为什么我们不研究猴子”了。我的博士后导师之一,齐普尔斯基(Larry Zipursky), 是本泽的博士后,我们一直自娱自乐地做果蝇行为的遗传学研究。但是近些年,美国的科学研究导向越来越倾向于转换医学和疾病,向人靠拢。为当代生物学发展做出来巨大贡献的小小果蝇越来越被轻视。感谢本次诺贝尔奖,希望以此能够唤起人们对基础科学的重视,对基本生命问题的重视,对“非灵长类”动物模型的重视。
高宁(北京大学生命科学学院教授,北京大学-清华大学联合生命中心研究员):