諾獎授予生物鐘研究者，專家：相關基因找到了，藥物尚在研發

嘀嗒，嘀嗒，嘀嗒??

人類社會經濟與文明的發展依賴于越來越精密的計時工具——鐘錶，在人體內的每個細胞中，也有一個計時器在時時刻刻地嘀嗒著——生物鐘。

乘坐航班飛越太平洋，從美洲回到亞洲的旅行者經常要面對一個窘境——倒時差。其背後就是生物鐘在搗鬼。

中國科學院神經科學研究所研究員嚴軍告訴澎湃新聞，生物鐘強大到幾乎影響了人類的每一個生理活動，包括認知功能和肥胖。美國科學家傑弗理?霍爾等人發現了這個時鐘上的第一個齒輪。現在已經有很多個齒輪被發現，但怎麼調這個鐘，藥物還在艱難研發中。

10月2日下午，2017年諾貝爾獎中的生理醫學獎率先頒出，三位美國科學家傑弗理?霍爾（Jeffrey C. Hall）、邁克爾?羅斯巴殊（Michael Rosbash）和邁克爾?楊（Michael W. Young）榮獲這一殊榮。他們的貢獻是率先發現了控制晝夜節律的分子機制。

晝夜節律有多重要，三位科學家的研究有哪些獨特之處，未來還有哪些問題要解決？

為了回答這些疑問，澎湃新聞專訪了致力於晝夜節律基因調控網路研究的中國科學院神經科學研究所研究員嚴軍。

晝夜節律是眾多類型的生物節律行為之一

10月2日晚，嚴軍告訴澎湃新聞，晝夜節律是一個24小時生物鐘，特指植物、動物等以24小時為周期出現的規律行為。比如，人類在白天和黑夜就表現出截然不同的行為特徵：清醒VS睡眠，運動量改變，血壓、體溫和胰島素分泌發生變化。

除了晝夜節律，生物還有其他多種類型的生物節律行為，比如年輕女性每個月的生理周期（28天左右）、候鳥每年的遷徙行為等。

只要是在陽光下生活的植物、動物，幾乎都存在晝夜節律行為。

地球自轉造成晨昏交替。在漫長的進化過程中，生物體為應對日出日落，產生了不同的生存策略，比如晝伏夜出，或晝出夜伏等。這些「24小時制」的生存策略，在漫長的進化過程中，已被深深地鐫刻在人類和其他生物的基因中，成為生物鐘。

根據生存策略的不同，很多生物被分為晝行性或夜行性生物。人類是典型的晝行性生物，而小鼠是夜行性動物。

生物鐘強大到影響人類幾乎所有的生理活動。比如在正常情況下，人們受生物鐘的調控，在夜間的能量消耗很少，攝食也很少。而一些晝夜節律紊亂患者，在夜間也大量進食，能量過剩，導致肥胖。晝夜節律的失常、紊亂，還可能導致患者睡眠障礙、認知功能的變化，甚至精神失常。

Per基因等陸續被發現

嚴軍說，晝夜節律行為是最基本的生物學現象，雖然早已被發現，但科學家一直不敢相信這一複雜的生命活動背後，有對應的基因存在，或者受到基因的支配。直到1971年，美國科學家西摩?本哲（Seymour Benzer）等人發現果蠅突變體有晝夜節律異常行為。1984年，在激烈的競爭中，前述三位科學家帶領的研究團隊率先找到了第一個顯著影響生物晝夜節律的基因——per基因（period）。這一重要發現鼓舞了更多科學家投身該領域。

目前，人們在哺乳動物中已發現十多個控制晝夜節律的基因，如Bmal1、Clock等基因。其中，在人體內有三個per基因（Per1，Per2，Per3）被發現。晝夜節律的分子機制現在已經相對清楚，幾乎所有的相關基因都已被找到。

研究人員發現，在晝夜節律基因的調控中，一個典型的模式是負反饋調控。比如最簡單的A和B雙基因調控，A促進B的表達，但B抑制A的表達。它們就可以形成一種負反饋調控，此消彼長，形成振蕩。

研究人員還曾在美國發現一個特別的家族。這個家族的成員每到晚上七點左右，就開始變得昏昏欲睡，比其他人更早上床休息，而他們起床也比一般人要早很多。基因檢測顯示，他們家族成員的一個晝夜節律基因（Per2）發生了突變。

相關藥物尚在研發中

嚴軍表示，三位獲得諾獎的科學家雖然率先發現了per基因，但他們沒有解決「包括per在內的生物鐘基因如何調控細胞、組織、器官的節律生理活動」的問題。

根據目前的研究進展，學術界普遍認為，人類大腦中的SCN（視交叉上核）區域對生物鐘的調控發揮了重要作用。光線進入人的眼睛中，通過感光通路，將光信號傳入大腦的SCN等區域，經過整合處理，產生一致的節律活動，再經過神經環路，以神經電信號、激素等形式，將節律信號傳遞給其它大腦區域和肝臟、胰腺等組織器官。組成這些器官的細胞中的生物鐘基因，根據信號分子的指令，開始施展拳腳。細胞間隨即開始一場生物節律的大合唱。

目前越來越多調控晝夜節律的基因被發現，但它們如何接收外界信號，以及如何相互配合，還有待研究。已經上市的調控人類晝夜節律相關的產品還很少，相關藥物正在艱難地研發和測試中。

嚴軍表示，三位獲獎者的研究工作非常重要，但作為先驅，西摩?本哲也應該獲獎。非常可惜的是，西摩?本哲已於2007年去世。（本文來源：澎湃新聞）

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