解讀2017年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)究竟是在獎(jiǎng)勵(lì)什么呢?
大家知道,世界上最神圣崇高的科學(xué)獎(jiǎng)項(xiàng)就是諾貝爾獎(jiǎng)了,獲獎(jiǎng)?wù)呋径际菍?duì)人類的科研和文明做出突出貢獻(xiàn)的人物,可以說(shuō),得到這個(gè)獎(jiǎng)就能彪炳史冊(cè)了。能夠獲得諾貝爾獎(jiǎng)的科學(xué)成果,想來(lái)一定也是非比尋常的。今天我們就來(lái)說(shuō)一說(shuō),2017年新鮮出爐的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng),究竟在獎(jiǎng)勵(lì)些什么。
2017年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng),獎(jiǎng)給了三位美國(guó)科學(xué)家,他們是杰弗理?霍爾(Jeffrey C. Hall)、邁克爾?羅斯巴什(Michael Rosbash)、邁克爾?楊(Michael W. Young),原因是他們發(fā)現(xiàn)了“晝夜節(jié)律的機(jī)制”,他們將平分900萬(wàn)瑞士克朗的獎(jiǎng)金。
所謂晝夜節(jié)律機(jī)制,說(shuō)白了就是生物鐘,也就是睡覺(jué)、起床的自然規(guī)律。這個(gè)規(guī)律人類自古就知道,就算小朋友也知道,晚上困了就該睡覺(jué)了,早上就算沒(méi)人叫起床,睡醒了自己也會(huì)起床。這樣的研究能得到諾貝爾獎(jiǎng),肯定是因?yàn)檠芯康梅浅I钊搿?/p>
實(shí)際上,晝夜節(jié)律機(jī)制絕不僅僅是人類獨(dú)有的,地球自誕生以來(lái)就圍繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn),生命的出現(xiàn)和演化,從來(lái)就離不開日出日落,所以不光是動(dòng)物,連植物都有生物鐘。含羞草葉子在黑暗中仍按晝夜規(guī)律開閉,向日葵在太陽(yáng)尚未升起時(shí)已經(jīng)朝向東方,可以說(shuō)晝夜節(jié)律是地球生物的共同屬性之一。
晝夜節(jié)律遠(yuǎn)在人類出現(xiàn)之前就有了,所以留下的痕跡也就更加深刻。從一般性常識(shí)來(lái)看,人的晝夜節(jié)律是靠光線的明暗來(lái)調(diào)節(jié)的,但實(shí)際上,還有一個(gè)更深刻的調(diào)節(jié)機(jī)制,就隱藏在我們的基因之中。我們?cè)跓艋鹜鞯姆块g里,依然會(huì)到時(shí)間就犯困,這就是基因程序的力量。
科學(xué)家曾經(jīng)做過(guò)一種實(shí)驗(yàn),就是把人放進(jìn)全黑的環(huán)境之中,人一開始會(huì)非常不適應(yīng),但是過(guò)了幾天之后還是會(huì)恢復(fù)到一天睡一覺(jué)的自然周期,這證實(shí)除了光線之外,確實(shí)還有其他影響晝夜節(jié)律的因素。
讓活人來(lái)做這種實(shí)驗(yàn)是很殘忍的,所以都是很久以前做的,次數(shù)也不多,大規(guī)模的科研實(shí)驗(yàn)是基于小鼠和果蠅做的,因?yàn)檫@些動(dòng)物的基因和人類差異沒(méi)有那么大,也沒(méi)有倫理道德問(wèn)題。
關(guān)于生物晝夜節(jié)律的研究最早是1971年開始的,科學(xué)家羅納德和西摩爾發(fā)現(xiàn)了一個(gè)基因,這個(gè)基因的3種不同突變型,會(huì)導(dǎo)致果蠅的睡眠出現(xiàn)短周期,長(zhǎng)周期和無(wú)周期的情況。當(dāng)時(shí)這兩位科學(xué)家把這個(gè)基因定名為Period基因,也就是周期的意思,簡(jiǎn)稱PER基因。
這兩個(gè)科學(xué)家是這項(xiàng)研究的奠基人,只不過(guò)他們一個(gè)在2015年去世,另一個(gè)在2007年去世。諾貝爾獎(jiǎng)只能授予活著的科學(xué)家,所以這次諾貝爾獎(jiǎng)給了在此研究基礎(chǔ)上繼續(xù)做出突破的另外三位科學(xué)家。諾貝爾獎(jiǎng)的一大問(wèn)題就是值得獲獎(jiǎng)的人太多,但是一年只能頒發(fā)一次,所以很多人都是年紀(jì)輕輕就作出成就,等到垂垂老矣才獲獎(jiǎng),有些科學(xué)家甚至等不到頒獎(jiǎng)就去世了,令人非常遺憾。
這次獲獎(jiǎng)的三位科學(xué)家肯定也是名至實(shí)歸的,他們測(cè)序了PER基因,還發(fā)現(xiàn)了TIM、Clock等非常重要的晝夜節(jié)律基因。這些基因把果蠅、老鼠還有其他各種動(dòng)物鏈接在了一起,證明了自然環(huán)境對(duì)整個(gè)生物界的深刻烙印。
那么,研究清楚生物節(jié)律的基因,有什么實(shí)際用途呢?目前可以想到的最實(shí)用的功能,就是通過(guò)基因干預(yù)來(lái)解決人們的入眠問(wèn)題。小朋友每天要睡8~10個(gè)小時(shí),可能覺(jué)得睡覺(jué)不是難事,但是世界上有很多人飽受睡眠不足的困擾,需要依賴安眠藥才能入睡,而睡眠問(wèn)題的一大起因,就是晝夜節(jié)律紊亂。如果將來(lái)睡眠問(wèn)題可以更好地解決,那將是現(xiàn)代科學(xué)給人類帶來(lái)的一大福音。
從基礎(chǔ)科學(xué)到實(shí)際應(yīng)用,往往要經(jīng)過(guò)一代甚至幾代人的時(shí)間,這也是我們?yōu)槭裁匆獜男W(xué)科學(xué)的原因。目前還沒(méi)有任何技術(shù)能夠利用晝夜節(jié)律基因,但是再過(guò)十幾年,也許人類能擺脫睡眠困難的問(wèn)題也說(shuō)不定呢。