我們的生理時鐘 - 2017諾貝爾醫學獎獲獎研究

October 15, 2017

 

傑弗理.霍爾 (Jeffrey Hall) ,邁克爾.羅斯巴殊 (Prof. Michael Rosbash) 及邁克爾.楊教授(Prof. Michael Young)因發現了控制人體晝夜節律的分子機制而獲得了諾貝爾生理學或醫學獎。 三位科學家從果蠅分離了控制生物體日常生活節奏的基因。

 

諾貝爾獎委員會指出這個發現能令我們窺探到人體的生理時鐘,更可以幫助解釋植物,動物和人類如何適應生物節奏。通過檢查果蠅體內的生物活動,研究人員發現在晚上,他們研究的的基因(負責編制蛋白質)會在晚上積累在細胞中,然後在白天分解。

 

‌為甚麼這個研究是非常重要的呢? 經過數十年的研究,這些科學家確定了控制細胞的機制,揭示了人類和其他多細胞生物體的生物學特徵,也發現他們的生理時鐘都建立在同一個原理上。 ‌ ‌委員們指出:「由於人體的生理時鐘有著精湛的運作,因此能讓我們適應每天不同的時段節奏。時鐘所調節的關鍵是我們的行為,激素水平,睡眠,體溫和新陳代謝。」研究人員發現了一種稱為「週期」的基因,這種基因能控制果蠅的晝夜節律; 當它發生突變時,昆蟲就會失去生理調節的能力。

 

但甚麼是週期基因,它是如何工作呢?這些問題不僅與蒼蠅有關,所有生物體,包括人類,都可以通過24小時的生理節奏來調節體內活動,這不僅可以控制睡眠和覺醒,還可以控制血壓和心率,警覺,體溫和反應時間。 

 

‌1984年,科學家分離了週期基因來進行研究,發現細胞可以使用它在夜間或睡眠期間製造蛋白質。在白天,蛋白質會根據昆蟲的睡眠和甦醒週期而被分解。 研究人員認為,這種稱為PER的蛋白質在白天阻止了周期基因的編制活動。由於PER在白天被分解,基因因而恢復了功能並在第二天晚上活躍起來去編制PER。 整個系統涉及幾種控制PER累積的蛋白質,包括連接PER,幫助阻止期間基因和減慢蛋白質的積累的蛋白質。 ‌ ‌

‌和往常一樣,其他2017諾貝爾醫學獎候選人也有其他突破性的發現。當中包括MD安德森癌症中心的 詹姆斯·艾利森(James P. Allison)博士,Dana-Farber癌症研究所的戈登·弗里曼(Gordon J. Freeman)博士和哈佛醫學院阿琳·夏普(Arlene Sharpe)博士的研究—利用身體的免疫系統來抗擊癌症。 另一個競爭者由四位科學家發現的快速轉變醫學研究的基因編輯系統 Crispr。還有發現了易患癌症的基因,發現致癌突變的藥物,以及發現蛋白質如何消除DNA以及對腦成像的關鍵的研究人員。

 

連結:

https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2017/advanced-medicineprize2017.pdf

 

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