“夜貓子”基因解碼獲得了諾貝爾獎，“夜貓子”基因檢測將到大家承認

“夜貓子”是指擅長熬夜的人，過去很多人認為是一個習慣問題，但是基因解碼研究表明這種現(xiàn)象實際上是由基因控制的。這種基因叫做時鐘基因。時鐘基因有很多，它們的正常活動使得人們的生活有秩序，保持健康。這些基因序列的變化，可以影響人的健康。生活習慣如果不能與這些基因的活動相一致，也會導致疾病的發(fā)生。揭示“夜貓子”現(xiàn)象的基因本質的三位科學家獲得了2017年諾貝爾醫(yī)學獎。佳學基因預計未來幾年的諾貝爾醫(yī)學獎將集中在基因解碼和基因矯正領域。
在北京時間2017年10月2日晚上8點30分2017年諾貝爾生理學和醫(yī)學獎頒布了！獲獎者是杰弗理·霍爾（Jeffrey C. Hall），邁克爾·羅斯巴殊（Michael Rosbash）和邁克爾·楊（Michael W. Young）
這三位科學家深入鉆研了我們的生物鐘并且闡釋了它內在的原理，闡釋了植物、動物以及人類如何調節(jié)自己的生物節(jié)律使其與地球的旋轉保持同步，同時還列出了當生物節(jié)律與地球的旋轉不同步時，所能造成的影響。
翻譯成日常生活語言就是：“他們解釋了一下為什么半夜總有人不睡覺而是修仙以及修仙所造成的危害。”
可能有人會覺得，熬夜多大點事，自己身體好著呢，只要熬夜之后多休息，再補回來就行了唄，野貓子不就是個生活習慣問題嗎？
如果你這樣想，那你可太天真了…
因為隨著研究的深入，三位科學家及其跟隨者發(fā)現(xiàn)，晝夜節(jié)律的紊亂，與內分泌代謝疾病，例如肥胖、糖尿病、高血壓、高血脂、嚴重的腦部疾病，例如阿爾茨海默病，乃至腫瘤的發(fā)生發(fā)展都有關聯(lián)。
簡而言之，2017年如此重磅，受全世界關注的諾貝爾醫(yī)學獎，其實就在告訴所有人一件很簡單的事：
在正確的時間做正確的事，按時吃飯，到點睡覺，別熬夜了！這是體內的基因告訴您的事，別擰著來！
到底這個在“野貓子”背后的神奇的生物節(jié)律現(xiàn)象是怎樣進行基因解碼的呢？

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人體內有神奇的“夜貓子”基因

說起這三位獲獎者對夜貓子生物鐘基因的研究，那可要從2003年開始說起了。
當時杰弗理·霍爾教授在美國加州大學舊金山分校神經科學部門進行博士后研究工作，他研究的就是一個奇怪的經常早睡早起的家族。
這個家族成員總在凌晨3、4點起床，晚上6、7點就睡覺。這和大部分人的生活習慣大不相同。經過分析發(fā)現(xiàn)，他們這種獨特的生活習慣源于家族成員身上的一種名為“PER2”的基因序列與普通人不一樣，我們稱之為“基因突變”。PER2基因是一種管睡覺的基因，這個基因使得人們按照正常的日起日落的生活方式來生活，正是這上基因的序列在這個家族發(fā)生了變化，導致他們的早起早睡。

野貓子基因解碼團隊為了進一步驗證這個基因解碼結果的科學性，他們把這處基因序列轉到了小白鼠的身上。奇怪的事情發(fā)生了，擁有這種基因的小白鼠不僅開始早睡早起，而且吃嘛嘛香。注意，這里可沒有人，也沒有其他因素要參與研究的小鼠改變生活習慣。

基因解碼發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)，小白鼠擁有這種睡覺基因之后，連帶著管吃飯的PER1基因也突變了，而因為吃得更多，還導致了這群小鼠發(fā)胖，肥胖問題緊隨而來，增加了基因解碼對肥胖機制的新理解。

這類基因又稱時鐘基因。在正常情況下，它們會在相同的時間打開和關閉，以保持睡眠和飲食周期的均衡。

但如果其中有基因發(fā)生突變，就將打破這一環(huán)節(jié)，從而使得機體的各種生物鐘不能步調一致。

諾貝爾獎委員會表示：“（獲獎的）杰弗里·霍爾等三人的研究是先驅性的，他們克隆出時鐘基因，讓大家進一步認識到這種神奇的規(guī)律現(xiàn)象。”

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熬夜會打破人體內精妙的時鐘，疾病會尾隨而來

有關睡眠的奇妙故事還沒完。獲獎者之一的邁克爾·羅斯巴殊教授，說起了一組罕見病例。近二十年來，各國醫(yī)生發(fā)現(xiàn)了一些“睡不著覺的家族”，這些家族的人得了怪病，就是至少三四十年都沒好好睡過。
他逐漸發(fā)現(xiàn)，這些罕見病人的大腦下丘腦、杏仁核等區(qū)域存在著控制節(jié)律的基因突變或紊亂。
“我們已發(fā)現(xiàn)一些經典的節(jié)律基因，它們很精細地工作著，相互鉗制，此消彼長。它們還通過大腦神經調控著全身的器官，讓大家有節(jié)律地工作著，由此也形成精妙的外周節(jié)律環(huán)，這樣全身其實存在著大量的節(jié)律相關基因。一旦打破，會出現(xiàn)問題，疾病會尾隨而來。”

邁克爾·羅斯巴殊教授說，2013年，他在一項肥胖研究就發(fā)現(xiàn)，通過調節(jié)小鼠體內LGR4基因開關，可以影響肥胖的發(fā)生。簡單說，如果在小鼠體內去除這個LGR4基因，小鼠的體重會減輕，各項代謝指標，包括血糖、血脂、血壓等，均明顯好轉。他們研究進一步發(fā)現(xiàn)，LGR4基因其實具有某種節(jié)律基因的特征和功能，它會控制小鼠體內某些代謝功能的延遲或提前。其中一個基因的功能異常就會出現(xiàn)這個現(xiàn)象，而長期的晝夜顛倒、節(jié)律紊亂，就更可能引發(fā)一些不可思議的變化。
另一位獲獎者，邁克爾·楊在2015年的一項研究中發(fā)現(xiàn)，由于熬夜缺乏睡眠，神經突觸部分被星形膠質細胞大量吞噬。
這些星形膠質細胞像是微型的吸塵器，當大腦連接變得衰弱和分裂的時候，就會開始清除神經突觸細胞，從而減少了神經遞質，導致大腦神經傳導變慢、反射時間變長。所以熬夜將造成大腦開始吞噬自己。
同時，慢性睡眠限制（連續(xù)五天保持熬夜）將導致小膠質細胞激活的跡象增加。由于小膠質細胞的低水平持續(xù)激活可導致嚴重的腦部疾病，例如阿爾茨海默?。ɡ夏臧V呆癥），和其他形式的神經變性都觀察到持續(xù)的小膠質細胞激活。
他還發(fā)現(xiàn)，調節(jié)節(jié)律的關鍵基因失效后，會促使腫瘤發(fā)生。
此外，不按時吃飯、不按時睡覺，不僅引發(fā)肥胖，還會引發(fā)糖尿病、高血壓、高血脂等代謝疾病。因為這三位得主極有創(chuàng)意的發(fā)現(xiàn)，晝夜節(jié)律學已經發(fā)展成為一個涉及面廣且動態(tài)發(fā)展的學科領域，并且一定會對人類做出巨大貢獻。

/ 03 /
生物鐘研究的現(xiàn)代提示：在正確的時間做正確的事

到點就該睡覺，到點就要吃飯，這個“到點”，說的就是一種節(jié)律。
許多醫(yī)生在得知2017年諾貝爾獎的歸屬是人體節(jié)律時，他們表示，正是因為生物體這種奇妙節(jié)律現(xiàn)象吸引著科研人員前赴后繼地投入這項研究。始于好奇，終于使命。杰弗里·霍爾等三人，隨著研究的深入逐漸認識到，這是一把認識生命、認識疾病的重要鑰匙。
節(jié)律生活，乃至天人合一，道理是古老的，但其具體作用機制乃至影響，正被科學家逐漸認清。
倒時差、熬夜、借咖啡提神……在醫(yī)生看來，現(xiàn)代人的很多行為與進化而成的某些節(jié)律背道而馳，對健康造成的不利影響正被逐步發(fā)現(xiàn)。

杰弗里·霍爾教授說，很多職業(yè)需要值班或跨時區(qū)旅行，這是對人體本身的晝夜節(jié)律，或者說生物鐘的一種挑戰(zhàn)。
“如果人體生物鐘不能很好地與晝夜節(jié)律匹配，可能進一步影響機體其他功能，比如免疫和內分泌功能，影響生活質量。
對于生物節(jié)律及其基因機制的研究有助于人類更好地了解自身，有望克服晝夜節(jié)律對職業(yè)能力的限制。”
那么，生物鐘已經亂了，是不是就沒救了？
并不是，人體有奇妙的自我調節(jié)功能。
“長途旅行會出現(xiàn)時差，對時差的調整就是人體的一種自我調節(jié)，比如在飛機上，會通過調整飲食供應時間來幫助你調節(jié)時差——本該是平時睡覺的時間，卻給你來一份正點的正餐。”
杰弗里·霍爾告訴人們，這些例子提示，良好的睡眠習慣或有規(guī)律地吃飯，會對人體的生物鐘起一個重新設定的作用。

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直到2017年人類才知道，一個行為可以由基因來控制

生命體適應地球環(huán)境的一個重要表現(xiàn)就是，感知并適應地球各種周期的變化，比如晝夜節(jié)律（夜伏晝出）、季節(jié)變化（冬眠）等。
這種行為幾乎普遍存在于從低等到高等的各種生命體內，細菌、藻類，直到哺乳動物，乃至人類。
“在這一發(fā)現(xiàn)之前，人們從未想到過，一個行為可以由基因來控制。”
這三位獲獎者在領獎時說，自從孟德爾發(fā)現(xiàn)遺傳規(guī)律，大家知道基因可以控制生命體的一些基本特征，比如種子的大小、眼睛的顏色等，但一種相當復雜的行為也可以由基因來控制，這還是領先次。
這也是諾貝爾獎領先次頒給晝夜節(jié)律的研究領域，盡管生命科學界的同行已經期待了好多年，感到這個領域應該獲獎，因為它涉及到了如此基礎的生命活動，已經成為一項經典研究。
“其實，賊應該得這個獎的是美國分子生物學家西摩·本澤，他已在2007年去世。”這三位獲獎者在領獎時說，“我們基本都是本澤的晚輩。”
上世紀七十年代，本澤曾在果蠅身上發(fā)現(xiàn)通過基因變異，可以將果蠅的生物鐘調快、調慢，甚至關閉。
雖然這未解釋生物鐘如何運作，但卻踏出了關鍵一步。
在這個基礎上，1984年，三位獲獎者發(fā)現(xiàn)并克隆出了這個基因，將其命名為PER，周期基因（period gene）的縮寫。
隨后，他們又發(fā)現(xiàn)了一系列相關的生物鐘基因。邁克爾·羅斯巴什解釋，控制生物鐘的基因仿佛構成一個鐘擺，PER是其中的重要一環(huán)，而其他生物鐘基因和它一起“搖擺”，來調控生命體的生物節(jié)律。
2017 年的諾貝爾生理學或醫(yī)學獎得主邁克爾·羅斯巴什（Michael Rosbash）

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模式生物“果蠅”摘得的第五個諾貝爾獎

這是果蠅作為模式生物，第五次幫助科學家摘得諾貝爾獎。

由于果蠅的基因組相對簡單，繁殖速度又快，所以在研究很多生命現(xiàn)象時，它都是科學家的有力助手。此前的1933年、1947年、1995年和2011年，科學家四次因研究果蠅而摘得諾獎，今年，生物鐘的研究讓果蠅再次引人矚目。邁克爾·羅斯巴什介紹，這次的獲獎者幾乎都是果蠅的研究專家。他們發(fā)現(xiàn)攜帶PER基因的果蠅突變體中，晝夜活動節(jié)律被打亂了，在本應安靜的晚上，卻表現(xiàn)得和白天一樣。
經過多年持續(xù)探索，生物節(jié)律如今已成為生命科學研究中動物行為方面分子機制賊為清楚的領域之一。比如，哺乳動物的PER基因有三個拷貝，這些基因上的那些氨基酸的突變會引起生命體怎樣的行為，都有詳細的研究，“可以說，生物鐘的研究已經深入到了原子水平。”
生物鐘控制著人類的行為和代謝?？刂粕?jié)律的一個核心基因CRY賊早在植物中被發(fā)現(xiàn)，作為藍光受體發(fā)揮功能，后來才發(fā)現(xiàn)它也是生物鐘中央振蕩器的關鍵基因，參與眾多生理反應調控。后來還發(fā)現(xiàn)它參與感應磁場，在鳥類遷徙中發(fā)揮重要功能。
邁克爾·楊教授說，我們對于人體節(jié)律的這些發(fā)現(xiàn)。正在解決很多實際問題，也在為個性化醫(yī)療提供可能。
比如，人體大腦內松果體分泌的褪黑素，可能影響人的晝夜節(jié)律，被廣泛用于調節(jié)睡眠。
現(xiàn)在，不少手機應用可以記錄人的睡眠、運動情況，并由此推斷每個人的生物鐘，這為某些藥物的給藥時間提供了參考。
同時，在一天中，有些時段癌癥細胞生長比較快，那么抑制癌細胞的藥物在此時使用，效果可能賊為明顯。
在植物領域，生命節(jié)律的調控還可幫助植物獲得更高的產量。
2017 年的諾貝爾生理學或醫(yī)學獎得主邁克爾·楊（Michael W Young）

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結語

順便一提在這項研究的過程中他們也會熬夜所以一句話概括他們的研究就是：
“諾貝獎獲獎者熬夜研究了熬夜的危害”…
賊后，你知道諾貝爾獎金多少錢嗎？900 萬瑞典克朗，相當于 740 萬元人民幣！
所以，以下是一組價值 740 萬元的建議：
該睡覺的時候就去睡覺，別磨磨唧唧
充分利用早上的時間學習和工作，因為此時效率賊高
下午和傍晚時健身效果更好
賊賊重要的是：不要熬夜！不要熬夜！不要熬夜！

(責任編輯：佳學基因)

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