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生物钟基因:2017年诺贝尔奖背后的时间密码

为什么人会在差不多的时间醒来?为什么倒时差需要几天?答案藏在细胞里的一套基因反馈回路中。2017年诺贝尔生理学或医学奖,正是颁给了揭示这套机制的科学家。

获奖发现了什么

杰弗里·霍尔、迈克尔·罗斯巴什和迈克尔·扬以果蝇为模型,发现了控制昼夜节律的分子机制。period基因的产物会在一天中积累,达到一定水平后抑制自身表达,形成约24小时的循环。这种负反馈让细胞拥有内生的时间感。

身体里的计时系统

  • 视交叉上核是大脑中的主时钟,接收光照并协调全身。
  • 肝脏、肌肉和皮肤等组织也有各自的局部时钟。
  • 光照、进食和运动可以重新校准这些时钟。
  • 轮班和跨时区旅行会让主时钟与局部时钟不同步。

为什么重要

昼夜节律影响睡眠、体温、激素、免疫和代谢。长期节律紊乱与代谢疾病、情绪问题和某些癌症风险相关。理解基因机制,有助于设计更合理的作息、用药时间和轮班制度。

尚未解决的问题

人体节律因人而异,早型与晚型的差异有遗传基础。如何根据个人节律安排工作,仍是公共健康和劳动管理的前沿课题。生物钟基因的发现不是终点,而是把“时间”变成可研究的生物学变量。

每一个细胞里,都有一只约24小时走一圈的钟。