深度解读2017年诺贝尔生理医学奖科研贡献: 生物钟如何控制身体?
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北京时间10 月2 日下午5 点30 分，2017 诺贝尔生理或医学奖评选结果揭晓——诺贝尔委员会宣布，将此奖项颁发给美国遗传学家杰弗里·霍尔（Jeffrey C. Hall）、迈克尔·罗斯巴什（Michael Rosbash），以及迈克尔·杨（ Michael W. Young）。
杰弗里·霍尔（Jeffrey C. Hall）1945 年3 月3 日生于纽约布鲁克林，美国遗传学家。于1971 年获得西雅图华盛顿大学遗传学博士学位，1971年至1973年在加州理工学院做博士后, 于1974 年成为布兰迪斯大学教员。1984 年他和迈克尔·罗斯巴什（Michael Rosbash）的研究小组克隆了果蝇的period 基因，这个基因能够调节果蝇的生物钟。他们还揭示出该基因所编码的信使核糖核酸和蛋白质含量随昼夜节律而变化。2002年加入美国缅因大学。
图丨2017 年的诺贝尔生理学或医学奖得主杰弗里·霍尔（Jeffrey C. Hall）
霍尔于2001 年被选入美国文理科学院，2003 年被选入美国国家科学院并获美国遗传学会勋章。因为period 基因方面的杰出贡献，他于2009 年获格鲁伯神经科学奖，2011 年获路易莎·格罗斯·霍维茨奖，2012 年获盖尔德纳国际奖。并于2013 年获得邵逸夫生命科学及医学奖。
图丨2017 年的诺贝尔生理学或医学奖得主迈克尔·罗斯巴什（Michael Rosbash）
图丨2017 年的诺贝尔生理 32 32563 32 10435 0 0 4852 0 0:00:06 0:00:02 0:00:04 4853或医学奖得主迈克尔·杨（Michael W Young）
1984 年他的团队克隆出果蝇的period 基因，这个基因能够调节果蝇的生物钟。杨之后的研究还揭示了更多生物钟相关基因，以及它们产物的运作情况。
2017年诺贝尔生理学或医学奖得主代表作的被引情况 文 | 贺飞（北京大学） 北京时间2017年10月2日下午5点30分，2017年诺贝尔生理学或医学奖揭晓，3位美国科学家Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash和Michael W. Young获奖。获奖理由是“发现了调控昼夜节律的分子机制”。 在诺贝尔奖官网的新闻发布词中，共列出3位科学的7篇代表文献，其被引情况如下： 1.Zehring, W.A., Wheeler,D.A., Reddy, P., Konopka, R.J., Kyriacou, C.P., Rosbash,M., and Hall, J.C.(1984). P-element transformation with period locus DNArestores rhythmicity tomutant, arrhythmic Drosophila melanogaster. Cell 39,369–376. 卷: 39 期: 2 页: 369-376出版年: 1984 被引频次: 145 2.Bargiello,T.A., Jackson,F.R., and Young, M.W. (1984). Restoration of circadianbehavioural rhythms bygene transfer in Drosophila. Nature 312, 752–754. 卷: 312 期: 5996 页: 752-754 出版年: 1984 被引频次: 198 3.Siwicki,K.K., Eastman,C., Petersen, G., Rosbash, M., and Hall, J.C. (1988). Antibodiesto the periodgene product of Drosophila reveal diverse tissue distribution andrhythmicchanges in the visual system. Neuron 1, 141–150. 卷: 1 期: 2 页: 141-150 出版年: APR 1988 被引频次: 264 4.Hardin, P.E., Hall, J.C.,and Rosbash, M. (1990). Feedback of the Drosophilaperiod gene product oncircadian cycling of its messenger RNA levels. Nature343, 536–540. 卷: 343 期: 6258 页: 536-540 出版年: FEB 8 1990 被引频次: 629 5.Liu, X., Zwiebel, L.J.,Hinton, D., Benzer, S., Hall, J.C., and Rosbash, M.(1992). The period geneencodes a predominantly nuclear protein in adultDrosophila. J Neurosci 12,2735–2744. 卷: 12 期: 7 页: 2735-2744 出版年: JUL 1992 被引频次: 89 6.Vosshall,L.B., Price,J.L., Sehgal, A., Saez, L., and Young, M.W. (1994). Block innuclearlocalization of period protein by a second clock mutation, timeless.Science263, 1606–1609. 卷: 263 期: 5153 页: 1606-1609 出版年: MAR 18 1994 被引频次: 230 7.Price,J.L., Blau, J.,Rothenfluh, A., Abodeely, M., Kloss, B., and Young, M.W. (1998).double-time isa novel Drosophila clock gene that regulates PERIOD proteinaccumulation. Cell94, 83–95. 卷: 94 期: 1 页: 83-95 出版年: JUL 10 1998 被引频次: 528 |
以下为诺贝尔委员会官方新闻稿全文：
概述
地球上的所有生命都必须适应地球的自转。很多年来，我们一直知道所有的生命体，包括人类在内，都有一个内部的生物钟，来让他们适应昼夜变换，并找到生命的节奏。但这个这种生物钟到底是如何工作的？Jeffrey C. Hall、Michael Rosbash 和Michael W. Young 三人的工作窥探了生物钟的秘密，并解释了其工作原理。他们的研究成果解释了植物、动物以及人类是如何适应这种生物节律，并同时与地球的自转保持同步。
今年的诺贝尔生物学奖获得者们从果蝇身上分离出了一种基因，这种基因用来控制果蝇的日常生物节律。研究者们表示，这种基因可以使得果蝇在白天时对体内的一种蛋白质进行编码，使它们聚集，到晚上则进行降解。随后，研究人员又发现了这种机制的其他蛋白质组分，从而揭示了到底是一种怎样的机制使得细胞内的生物钟持续工作。我们现在认识到，这种细胞内机制同样作用于其他多细胞生物，包括人类本身。
我们体内的生物钟，在一天之中的不同时段，对我们的生理功能进行着非常精准的调节，例如行为、激素水平、睡眠情况、体温，以及新陈代谢等。当我们所处的外部环境于我们体内的生物钟出现不匹配的情况时，我们的身体状况就会马上反应出不适，比如乘机穿越数个时区导致的“时差”。此外，还有迹象表明，如果我们的生活方式与生物钟开始出现偏差时，我们换上各种疾病的风险也会随之增加。
图丨含羞草的生物钟现象：含羞草叶子会在有日光的白天张开，在没有日光的夜晚合闭。Jean-Jacques d'Ortous de Mairan 通过实验证实,在持续黑暗条件下,含羞草叶片开合现象依然保持着如同昼夜周期下同样的节律性。
自我调节的周期节律
接下来，科学家需要研究的一个重大课题，就是PER 这个蛋白如何保持稳定的震荡周期。Jeffery Hall 和Michael Rosbash 提出了一个假说：PER 蛋白可以让period 基因失去活性。换句话说，PER 和period 形成了一个抑制反馈的环路，PER 可以抑制基因合成自己，这样就形成了一个连续，循环的节律（如下图）。
图丨period基因反馈条件的简单示意图。
图丨参与调节节律钟的分子的简单示意图
图丨因为这三位得主极有创意的发现，昼夜节律学已经发展成为一个涉及面广且动态发展的学科领域，并且一定会对人类做出巨大贡献。
其实，每一位取得诺奖的科学家，他们的工作并不仅仅是在其专业领域内发光发热，这些研究是过去几十年间生命科学领域的真实发展，这些发展也正在改变我们每一个人的生活，这也是诺贝尔奖的意义所在。
该榜单来自诺贝尔奖官网：http://www.nobelprize.org
诺贝尔生理学或医学奖全盘点
在诺贝尔奖体系中，有一部分是颁布给那些在生理学界或医学界有杰出贡献的科研工作者，这就是诺贝尔生理学或医学奖。历届获奖人中不乏改变医学世界的牛人，例如发明青霉素的弗莱明，还有我国杰出科研工作者发现青蒿素的屠呦呦教授。
◆ 共同分享和独享的诺贝尔生理学或医学奖题
◆ 获奖者的数量
据统计，1901 年至2016 年间，前后共有211 位诺贝尔生理学或医学奖获奖者。
◆ 获奖者的生日
获奖者中，最常见的生日是5 月21 日和2 月28 日。
◆ 获奖者的平均年龄
据统计，1901 年至2016 年间全部获奖者的获奖平均年龄为58 岁。
图丨1923 年诺贝尔生理学或医学奖得主弗雷德里克·G·班廷
最年轻的获奖者：迄今为止，该奖项最年轻的获奖者是弗雷德里克·G·班廷（如上图），他和他的助手于1923 年因成功分离胰岛素而得奖，获奖的时候年仅32 岁。
图丨1966 年的诺贝尔生理学或医学奖得主佩顿·劳斯
最年长的获奖者：佩顿·劳斯，他发现了病毒在某些癌症中所扮演的角色，因而获得1966 年的诺贝尔生理学或医学奖，获奖的时候已经87 岁了。
◆ 女性获奖者
全部211 位获奖者中，只有12 名是女性。而在这12 人中，只有巴巴拉·麦克林托克（如下图）是独享诺奖，其余均和他人分享当年的诺奖。
图丨1983 年诺贝尔生理学或医学奖得主巴巴拉·麦克林托克
1947 - 格蒂·特蕾莎·科里
1977 - 罗莎琳·萨斯曼·耶洛
1983 - 巴巴拉·麦克林托克
1986 - 丽塔·列维-蒙塔尔奇尼
1988 - 格特鲁德·B·埃利恩
1995 - 克里斯汀·纽斯林-沃尔哈德
2004 - 琳达·巴克
2008 - 弗朗索瓦丝·巴尔-西诺西
2009 - 伊丽莎白·布莱克本以及卡罗尔·格雷德
2014 - 梅·布莱特·莫索尔
2015 – 屠呦呦
图丨2011 年诺贝尔生理学或医学奖得主拉尔夫·斯坦曼（Ralph Steinman）
◆ 诺贝尔生理学或医学奖获奖者的家庭树
科学伉俪：
图丨1947 年的诺贝尔生理学或医学奖得主卡尔·科里和格蒂·科里夫妇
卡尔·科里和格蒂·科里夫妇（Gerty Cori and Carl Cori，如上图）因发现糖原的催化转化原因同时获得1947年的诺贝尔生理学或医学奖；
图丨2014 年的诺贝尔生理学或医学奖得主梅·布莱特·莫索尔和爱德华·莫索尔夫妇
梅·布莱特·莫索尔和爱德华·莫索尔夫妇（May-Britt Moser and Edvard I. Moser）因发现构成大脑定位系统的细胞同时获得2014 年的诺贝尔生理学或医学奖；
父子兵：
图丨汉斯·冯·奥伊勒-切尔平（左）和乌尔夫·冯·奥伊勒-切尔平（右）
汉斯·冯·奥伊勒-切尔平（Hans von Euler-Chelpin，化学奖）和乌尔夫·冯·奥伊勒-切尔平（Ulf vonEuler，医学奖）；
图丨阿瑟·科恩伯格（左）和罗杰·科恩伯格（右）
阿瑟·科恩伯格（ArthurKornberg，医学奖）和罗杰·科恩伯格（Roger D. Kornberg，化学奖）；
龙兄虎弟：
图丨简·丁伯根（左）和尼克拉斯·丁伯根（右）
简·丁伯根（Jan Tinbergen，经济学奖）和尼克拉斯·丁伯根（Nikolaas Tinbergen，医学奖）；
◆ 强制放弃诺贝尔生理学或医学奖
图丨1939 年诺贝尔生理学或医学奖得主格哈德·多马克（放弃）
◆ 获奖者以及他们的专业领域
获奖者涉足领域最普遍的是基因科学，共有48 位科学家获奖。
◆ 获奖者的无间合作
科学研究往往不是一个人的事情，伟大的发现更需要科学家之间无间的合作，就像多名诺贝尔获奖者之间都保持着长期的合作关系：
◆ 诺贝尔生理学或医学奖的提名
在提名数据库中，你可以发现很多有意思的事情，比如说，奥地利神经学者西格蒙德·佛洛伊德（1856-1939，如下图），同时也是精神分析学界的奠基者，曾经先后32次被提名诺贝尔生理学或医学奖，却从来没有获奖。
图丨奥地利神经学者西格蒙德·佛洛伊德
1929 年，一位专家进入了诺贝尔生理学或医学奖评审委员会中，他表示佛洛伊德的工作没有进一步研讨的必要，因为他觉得这样的工作没有科学价值。也许佛洛伊德的工作就是这样不被诺贝尔生理学或医学奖评审委员会所接受。在1936 年，佛洛伊德甚至被提名诺贝尔文学奖，提名者是他的相识，诺奖得主罗曼·罗兰。
诺贝尔奖的提名数据被尘封了50 年之久，才展现在世人面前。
◆ 诺贝尔生理学或医学奖奖章
诺贝尔生理学或医学奖奖章是由瑞典雕塑和雕刻艺术家埃里克·林德伯格设计，图案描绘了一位医学天才正伸出手用碗收集从石缝中流出的水，尝试给怀中罹患疾病的少女解渴的画面。
◆ 诺贝尔生理学或医学奖证书
诺贝尔生理学或医学奖证书十分精美，可以说每一本证书都是一件艺术品。它们都是由瑞典或者挪威最顶尖的艺术家和书法家制作而成。
◆ 诺贝尔生理学或医学奖奖金
阿尔弗雷德·诺贝尔用他大部分的资产——超过3100万瑞典克朗（折合现在17亿200万瑞典克朗）——成立一个基金会，将基金所产生的利息每年奖给在前一年中为人类作出杰出贡献的人，以表彰那些对社会做出卓越贡献，或做出杰出研究、发明以及实验的人士。
◆ 单词“Laureates（获奖者）”的来源
图丨屠呦呦获奖
单词“Laureate（获奖者）”本义是戴着桂冠的人。在希腊神学中，阿波罗就是这样一个戴着桂冠出场的人。桂冠则是由月桂树（拉丁语：Laurusnobilis）的枝条和树叶编织成的圆形王冠。在古希腊，桂冠一般授予体育竞技的胜利者或是文学领域的佼佼者，是荣誉的象征.