三位美國科學家獲得諾貝爾醫學獎，幫我們揭開了生物鐘的秘密

三名美國科學家傑弗里·霍爾（Michael Jeffrey C. Hall）、邁克爾·羅斯巴殊（Michael Rosbash）和邁克爾·楊（Michael W. Young）獲得了今年的諾貝爾生理學或醫學獎，他們發現了有機體對光和黑暗的晝夜節律反應。

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：清醒或睡眠，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。

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。

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。

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。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！