技术:六图通俗讲2017生理学与医学诺奖：生物钟背后的秘密

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这个发现与我们身体的健康密切相关。 为什么熬夜容易伤身体？ 我们为什么有时会自然醒来呢？ 为什么有时睡不着，醒来头脑发昏？ 这背后与我们身体的昼夜节律有关。 这个神秘的节奏背后有我们生物钟的机制。 今年获得诺贝尔生理化学奖的科学家们揭开了这个机制背后的谜团。

我们以一些图形的形式简单介绍了今年的诺贝尔生理学医学奖，理解了影响我们个人生活的“昼夜节奏”。

图1 :我们的身体vs地球的运动

也

都没用，没用，没用，没用，没用，没用。

图2 :内源性生物钟

18世纪的天文学家詹门观察到了一个感兴趣的现象，即白天含羞草的叶子向太阳扩展，傍晚关闭。 这件事引起了他很大的好奇心。 他做了实验，把含羞草放在看不见天日、漆黑的房间里，注意含羞草的叶子是否表现出同样的规律动作。 结果回答是肯定的:即使在连续的黑暗中，含羞草也严格遵循了原来的昼夜节律。 这个实验表明，含有含羞草的体内有细胞水平的“时钟”，即使外界环境发生变化也能维持生命体的节奏。 不仅是植物，动物和人类也有类似的“节奏”，那到底是怎么在我们体内工作的呢？

图3 :向果蝇致敬！

果蝇繁殖周期短，因此培养条件要求低，染色体相对少，性状表现容易注意等特点被广泛用于遗传学实验。 为了解开昼夜节律之谜，果蝇的贡献是必不可少的。 20世纪70年代，两位美国科学家塞莫尔·本泽尔和他的学生罗纳德·卡诺普卡在果蝇实验中观察到昼夜节奏异常的果蝇。 分析表明染色体内的一个基因发生了变异。 他们解释说这种特定基因的变异会使生物失去正常的昼夜节律。

但是，这个基因是如何影响昼夜节律的呢？ 那个机制是什么？

图4 :节奏蛋白分离成功！

也是这个，之后"

为什么为什么

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负这个机制构成了per蛋白浓度周期性变化的基础。

但是，一个问题是，per蛋白进入细胞核后才起到抑制period基因活性的作用。 基因染色体存在于细胞核内部，但per蛋白似乎不能自己进入细胞核。 是怎么实现的呢？

1994年，今年的第三位诺奖获得者迈克尔·杨发现了在细胞内产生tim蛋白的第二种节奏基因timeless。 研究表明，tim蛋白和per蛋白相互结合后，可以顺利进入细胞核，使per蛋白发挥period基因的抑制作用。 tim蛋白本身还有另一个优点。 是在光的刺激下大量分解。

于是，在夜间，per蛋白进入细胞核，因此细胞核内的per蛋白的浓度上升，在白天，帮助进入细胞核的tim蛋白在光刺激下大量分解，所以per蛋白难以进入细胞核，细胞核内的per蛋白。 这就形成了自然的昼夜节律。

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