解读2017诺贝尔生理医学奖：三个基因，三个人
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·霍尔（Jeffrey C. Hall）、迈克尔·罗斯巴什（Michael Rosbash）和迈克尔·杨（ Michael W. Young）。
生物钟在一天之中的不同时段，对我们的生理功能进行着非常精准的调节，例如摄食行为、激素水平、睡眠情况、体温，以及新陈代谢等。现在，这一过程的分子机制基本搞清楚了，主要是三个基因和发现他们的三位科学家。
决定生物钟的三个基因
1、PER蛋白基因：period----自我反馈调节
1984 年，霍尔和 罗斯巴什（波士顿的布兰迪斯大学）和洛克菲洛大学的 迈克尔·杨成功地分离出了 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 蛋白会在果蝇体内积累，到了白天又会被分解。并且发现 PER蛋白 的浓度会循环震荡，周期为 24 小时，和昼夜节律相同。他们猜测PER 蛋白可以让 period 基因失去活性。也就是PER蛋白 和 period 基因之间形成了一个抑制反馈的环路，PER蛋白 可以抑制基因合成自己，这样就形成了一个连续循环的完整节律。当period基因有活性的时候，可以合成period mRNA，然后进入细胞质后开始合成PER蛋白。PER蛋白又会进入细胞核，逐渐积累，抑制period的活性。period基因经过了一个完整的24小时周期，就形成了一个抑制性的反馈机制，形成了昼夜节律（见下图）。
period基因反馈条件的简单示意图
2、TIM蛋白基因：timeless----辅助PER蛋白工作
1994 年，洛克菲洛大学的 迈克尔·杨 发现了第二个节律基因：timeless。之前虽然已经发现PER 蛋白的功能，有一个关键环节是从细胞质进入细胞核才能抑制 period 基因。但是它是如何进入细胞核的呢？实际上Timeless 可以编码 TIM蛋白，可以帮助PER进入细胞核。 迈克尔·杨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（如下图）。
参与调节节律钟的分子的简单示意图
3、DBT 蛋白基因：doubletime----精确计时
上面两个基因解释了为什么会出现周期震荡，但是这种震荡的频率周期为什么是24 小时呢？这时候，洛克菲洛大学的 迈克尔·杨 又发现了一个基因： doubletime，这个基因可以编码 DBT 蛋白。DBT 蛋白可以延迟 PER 蛋白的积累，这解释了为什么震荡的周期为什么会稳定在 24 小时左右。
精准的生物钟
实际上控制生物节律的分子机制要复杂的多。在随后的几年里，他们三人还发现了其他一些蛋白可以维持period的活性，以及外界的光如何调节生物钟。所有的多细胞生物，包括人类，都是使用同一个相似的机制来调节生理节奏。生物钟能调节我们大部分的基因，并且最终这个生物钟能使我们的生理情况适应一天中不同时段。正是这些分子调控这人们一天的节律。
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京公网安备 11010802022153号
瑞典卡洛琳医学院决定，将2017年的诺贝尔生理学与医学奖授予：Jeffrey C。 Hall， Michael Rosbash以及Michael W。 Young三位美国科学家，以表彰他们在“控制昼夜节律的分子机制方面的发现”。
楼主，有论文？
在诺贝尔奖官网的新闻发布词中，共列出3位科学的7篇代表文献：
1.Zehring, W.A., Wheeler,D.A., Reddy, P., Konopka, R.J., Kyriacou, C.P., Rosbash,M., and Hall, J.C.(1984). P-element transformation with period locus DNArestores rhythmicity tomutant, arrhythmic Drosophila melanogaster. Cell 39,369–376.
2.Bargiello,T.A., Jackson,F.R., and Young, M.W. (1984). Restoration of circadianbehavioural rhythms bygene transfer in Drosophila. Nature 312, 752–754.
3.Siwicki,K.K., Eastman,C., Petersen, G., Rosbash, M., and Hall, J.C. (1988). Antibodiesto the periodgene product of Drosophila reveal diverse tissue distribution andrhythmicchanges in the visual system. Neuron 1, 141–150.
4.Hardin, P.E., Hall, J.C.,and Rosbash, M. (1990). Feedback of the Drosophilaperiod gene product oncircadian cycling of its messenger RNA levels. Nature 343, 536–540.
5.Liu, X., Zwiebel, L.J.,Hinton, D., Benzer, S., Hall, J.C., and Rosbash, M.(1992). The period geneencodes a predominantly nuclear protein in adultDrosophila. J Neurosci 12,2735–2744.
6.Vosshall,L.B., Price,J.L., Sehgal, A., Saez, L., and Young, M.W. (1994). Block innuclearlocalization of period protein by a second clock mutation, timeless.Science263, 1606–1609.
7.Price,J.L., Blau, J.,Rothenfluh, A., Abodeely, M., Kloss, B., and Young, M.W. (1998).double-time isa novel Drosophila clock gene that regulates PERIOD proteinaccumulation. Cell 94, 83–95
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在诺贝尔奖官网的新闻发布词中，共列出3位科学的7篇代表文献：
1.Zehring, W.A., Wheeler,D.A., Reddy, P., Konopka, R.J., Kyriacou, C.P., Rosbash,M., and Hall, J.C.(1984). P-element transformation with period locus DNArestores rhythmicity tomutant, arrhythmic Drosophila melanogaster. Cell 39,369–376.
2.Bargiello,T.A., Jackson,F.R., and Young, M.W. (1984). Restoration of circadianbehavioural rhythms bygene transfer in Drosophila. Nature 312, 752–754.
3.Siwicki,K.K., Eastman,C., Petersen, G., Rosbash, M., and Hall, J.C. (1988). Antibodiesto the periodgene product of Drosophila reveal diverse tissue distribution andrhythmicchanges in the visual system. Neuron 1, 141–150.
4.Hardin, P.E., Hall, J.C.,and Rosbash, M. (1990). Feedback of the Drosophilaperiod gene product oncircadian cycling of its messenger RNA levels. Nature 343, 536–540.
5.Liu, X., Zwiebel, L.J.,Hinton, D., Benzer, S., Hall, J.C., and Rosbash, M.(1992). The period geneencodes a predominantly nuclear protein in adultDrosophila. J Neurosci 12,2735–2744.
6.Vosshall,L.B., Price,J.L., Sehgal, A., Saez, L., and Young, M.W. (1994). Block innuclearlocalization of period protein by a second clock mutation, timeless.Science263, 1606–1609.
7.Price,J.L., Blau, J.,Rothenfluh, A., Abodeely, M., Kloss, B., and Young, M.W. (1998).double-time isa novel Drosophila clock gene that regulates PERIOD proteinaccumulation. Cell 94, 83–95.
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