2017 诺贝尔生理或医学奖--昼夜节律
       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（Jeffrey C. Hall）、迈克尔·罗斯巴什（Michael Rosbash），以及迈克尔·（Michael

 W. Young）因为他们发现了昼夜节律的分子机制。

　　昼夜节律是指生命活动以24小时左右为周期的变动。除了调节疲劳和清醒程度，这种内部的生物钟协调着发生在身体里的数百种细胞活动，如皮质醇的释放和体温（或血压）的起伏波动。利用果蝇作为模式动物，今年的诺奖得主分离到了一种能够控制日常正常生物节律的特殊基因，研究人员通过研究发现，这种基因能够编码特殊的蛋白，当处于夜晚时该蛋白能够在细胞中进行积累，随后在白天时就会发生降解；随后，研究人员还鉴别出了额外的蛋白质组分，同时他们还阐明了一种能够指导细胞内部自我维持时钟发条（self-sustaining clockwork）的特殊机制；如今研究者通过研究其它多细胞有机体中细胞的相同原则认识到了生物钟的关键功能。在保证精密准确性的前提下，我们机体内部的时钟能够调整生理学状态适应一天中剧烈变化的不同阶段，生物钟能够调节一些关键的机体功能，比如行为、激素水平、睡眠、体温和代谢机制等，当外部环境和内部生物时钟之间发生短暂的不匹配时机体的健康就会受到一定影响，比如，当我们穿越几个时区经历所谓的时差综合征时，当然也有迹象表明，机体内部“计时员”介导生活方式和节律之间的慢性失调或许与多种疾病发生的风险直接相关。

    大多数的生物可以预测并适应环境中的日常变化。18 世纪的时候，法国科学家 Jean-Jacques d'Ortous de Mairan 将含羞草置于恒定黑暗的环境下。他发现，含羞草叶片的活动仍能保持 24 小时的波动性变化。植物似乎都有自己的生物钟，那次发现也被认为是生物具有内源生物节律的最早证据。之后，其他研究人员发现，不仅植物有这种“内部时钟”，其他动物包括人类都存在这一现象，而这个“时钟”其实有助于我们为日常的生理机能做好准备。这种规律性的适应被称为“昼夜节律”。但是，人体内部生物钟的工作原理仍然是个谜。

早在上世纪七十年代，加州理工学院的 Seymour Benzer 和他的学生 Ronald Konopka 就开始寻找可以控制果蝇昼夜节律的基因。他们发现，有个当时还不知道的基因如果发生突变，就会扰乱果蝇的昼夜节律。他们给这个新基因起了个名字：period（周期）。那么，这个基因是如何影响节律的呢？

    2017年的诺贝尔奖得主研究的就是这个问题。1984 年，Jeffrey Hall 和 Michael Robash（当时两人在波士顿的布兰迪斯大学）和洛克菲洛大学的 Michael Young 紧密合作，成功地分离出了 period 基因。他们把这个基因编码的蛋白其名为“PER”。他们发现，在晚上 PER 会在果蝇体内积累，到了白天又会被分解。所以 PER 的浓度会循环震荡，周期为 24 小时，和昼夜节律相同。

    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。

    这个模型非常有趣，但是仍然有几个问题没有解决。PER 蛋白质只有从细胞质进入细胞核，才能抑制 period 基因。Jeffery Hall 和 Robash的研究表明，每当晚上的时候，PER 蛋白会在细胞核里积累，但是它是如何进入细胞核的？1994 年，Michael Young 发现了第二个节律基因：timeless。Timeless 可以编码 TIM蛋白，同样为正常节律所需。Young 做了一个漂亮的实验，发现 TIM 会结合到 PER 上，然后两个蛋白可以一起进入细胞核，并且在那里抑制 period 基因的活性。

    随着研究的深入，三位科学家发现，昼夜节律的紊乱，与内分泌代谢疾病，例如肥胖、糖尿病、高血压、高血脂、严重的脑部疾病，例如阿尔茨海默病，乃至肿瘤的发生发展都有关联。