“夜貓子”基因解碼獲得了諾貝爾獎(jiǎng),“夜貓子”基因檢測(cè)將到大家承認(rèn)
“夜貓子”是指擅長(zhǎng)熬夜的人,過(guò)去很多人認(rèn)為是一個(gè)習(xí)慣問(wèn)題,但是基因解碼研究表明這種現(xiàn)象實(shí)際上是由基因控制的。這種基因叫做時(shí)鐘基因。時(shí)鐘基因有很多,它們的正常活動(dòng)使得人們的生活有秩序,保持健康。這些基因序列的變化,可以影響人的健康。生活習(xí)慣如果不能與這些基因的活動(dòng)相一致,也會(huì)導(dǎo)致疾病的發(fā)生。揭示“夜貓子”現(xiàn)象的基因本質(zhì)的三位科學(xué)家獲得了2017年諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。佳學(xué)基因預(yù)計(jì)未來(lái)幾年的諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)將集中在基因解碼和基因矯正領(lǐng)域。在北京時(shí)間2017年10月2日晚上8點(diǎn)30分2017年諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)?lì)C布了!獲獎(jiǎng)?wù)呤墙芨ダ?middot;霍爾(Jeffrey C. Hall),邁克爾·羅斯巴殊(Michael Rosbash)和邁克爾·楊(Michael W. Young)
這三位科學(xué)家深入鉆研了我們的生物鐘并且闡釋了它內(nèi)在的原理,闡釋了植物、動(dòng)物以及人類(lèi)如何調(diào)節(jié)自己的生物節(jié)律使其與地球的旋轉(zhuǎn)保持同步,同時(shí)還列出了當(dāng)生物節(jié)律與地球的旋轉(zhuǎn)不同步時(shí),所能造成的影響。
翻譯成日常生活語(yǔ)言就是:“他們解釋了一下為什么半夜總有人不睡覺(jué)而是修仙以及修仙所造成的危害。”
可能有人會(huì)覺(jué)得,熬夜多大點(diǎn)事,自己身體好著呢,只要熬夜之后多休息,再補(bǔ)回來(lái)就行了唄,野貓子不就是個(gè)生活習(xí)慣問(wèn)題嗎?
如果你這樣想,那你可太天真了…
因?yàn)殡S著研究的深入,三位科學(xué)家及其跟隨者發(fā)現(xiàn),晝夜節(jié)律的紊亂,與內(nèi)分泌代謝疾病,例如肥胖、糖尿病、高血壓、高血脂、嚴(yán)重的腦部疾病,例如阿爾茨海默病,乃至腫瘤的發(fā)生發(fā)展都有關(guān)聯(lián)。
簡(jiǎn)而言之,2017年如此重磅,受全世界關(guān)注的諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng),其實(shí)就在告訴所有人一件很簡(jiǎn)單的事:
在正確的時(shí)間做正確的事,按時(shí)吃飯,到點(diǎn)睡覺(jué),別熬夜了!這是體內(nèi)的基因告訴您的事,別擰著來(lái)!
到底這個(gè)在“野貓子”背后的神奇的生物節(jié)律現(xiàn)象是怎樣進(jìn)行基因解碼的呢?
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人體內(nèi)有神奇的“夜貓子”基因
說(shuō)起這三位獲獎(jiǎng)?wù)邔?duì)夜貓子生物鐘基因的研究,那可要從2003年開(kāi)始說(shuō)起了。
當(dāng)時(shí)杰弗理·霍爾教授在美國(guó)加州大學(xué)舊金山分校神經(jīng)科學(xué)部門(mén)進(jìn)行博士后研究工作,他研究的就是一個(gè)奇怪的經(jīng)常早睡早起的家族。
這個(gè)家族成員總在凌晨3、4點(diǎn)起床,晚上6、7點(diǎn)就睡覺(jué)。這和大部分人的生活習(xí)慣大不相同。經(jīng)過(guò)分析發(fā)現(xiàn),他們這種獨(dú)特的生活習(xí)慣源于家族成員身上的一種名為“PER2”的基因序列與普通人不一樣,我們稱(chēng)之為“基因突變”。PER2基因是一種管睡覺(jué)的基因,這個(gè)基因使得人們按照正常的日起日落的生活方式來(lái)生活,正是這上基因的序列在這個(gè)家族發(fā)生了變化,導(dǎo)致他們的早起早睡。
野貓子基因解碼團(tuán)隊(duì)為了進(jìn)一步驗(yàn)證這個(gè)基因解碼結(jié)果的科學(xué)性,他們把這處基因序列轉(zhuǎn)到了小白鼠的身上。奇怪的事情發(fā)生了,擁有這種基因的小白鼠不僅開(kāi)始早睡早起,而且吃嘛嘛香。注意,這里可沒(méi)有人,也沒(méi)有其他因素要參與研究的小鼠改變生活習(xí)慣。
基因解碼發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn),小白鼠擁有這種睡覺(jué)基因之后,連帶著管吃飯的PER1基因也突變了,而因?yàn)槌缘酶啵€導(dǎo)致了這群小鼠發(fā)胖,肥胖問(wèn)題緊隨而來(lái),增加了基因解碼對(duì)肥胖機(jī)制的新理解。
這類(lèi)基因又稱(chēng)時(shí)鐘基因。在正常情況下,它們會(huì)在相同的時(shí)間打開(kāi)和關(guān)閉,以保持睡眠和飲食周期的均衡。
但如果其中有基因發(fā)生突變,就將打破這一環(huán)節(jié),從而使得機(jī)體的各種生物鐘不能步調(diào)一致。
諾貝爾獎(jiǎng)委員會(huì)表示:“(獲獎(jiǎng)的)杰弗里·霍爾等三人的研究是先驅(qū)性的,他們克隆出時(shí)鐘基因,讓大家進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到這種神奇的規(guī)律現(xiàn)象。”
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熬夜會(huì)打破人體內(nèi)精妙的時(shí)鐘,疾病會(huì)尾隨而來(lái)
有關(guān)睡眠的奇妙故事還沒(méi)完。獲獎(jiǎng)?wù)咧坏倪~克爾·羅斯巴殊教授,說(shuō)起了一組罕見(jiàn)病例。近二十年來(lái),各國(guó)醫(yī)生發(fā)現(xiàn)了一些“睡不著覺(jué)的家族”,這些家族的人得了怪病,就是至少三四十年都沒(méi)好好睡過(guò)。
他逐漸發(fā)現(xiàn),這些罕見(jiàn)病人的大腦下丘腦、杏仁核等區(qū)域存在著控制節(jié)律的基因突變或紊亂。
“我們已發(fā)現(xiàn)一些經(jīng)典的節(jié)律基因,它們很精細(xì)地工作著,相互鉗制,此消彼長(zhǎng)。它們還通過(guò)大腦神經(jīng)調(diào)控著全身的器官,讓大家有節(jié)律地工作著,由此也形成精妙的外周節(jié)律環(huán),這樣全身其實(shí)存在著大量的節(jié)律相關(guān)基因。一旦打破,會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題,疾病會(huì)尾隨而來(lái)。”
邁克爾·羅斯巴殊教授說(shuō),2013年,他在一項(xiàng)肥胖研究就發(fā)現(xiàn),通過(guò)調(diào)節(jié)小鼠體內(nèi)LGR4基因開(kāi)關(guān),可以影響肥胖的發(fā)生。簡(jiǎn)單說(shuō),如果在小鼠體內(nèi)去除這個(gè)LGR4基因,小鼠的體重會(huì)減輕,各項(xiàng)代謝指標(biāo),包括血糖、血脂、血壓等,均明顯好轉(zhuǎn)。他們研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn),LGR4基因其實(shí)具有某種節(jié)律基因的特征和功能,它會(huì)控制小鼠體內(nèi)某些代謝功能的延遲或提前。其中一個(gè)基因的功能異常就會(huì)出現(xiàn)這個(gè)現(xiàn)象,而長(zhǎng)期的晝夜顛倒、節(jié)律紊亂,就更可能引發(fā)一些不可思議的變化。
另一位獲獎(jiǎng)?wù)?,邁克爾·楊在2015年的一項(xiàng)研究中發(fā)現(xiàn),由于熬夜缺乏睡眠,神經(jīng)突觸部分被星形膠質(zhì)細(xì)胞大量吞噬。
這些星形膠質(zhì)細(xì)胞像是微型的吸塵器,當(dāng)大腦連接變得衰弱和分裂的時(shí)候,就會(huì)開(kāi)始清除神經(jīng)突觸細(xì)胞,從而減少了神經(jīng)遞質(zhì),導(dǎo)致大腦神經(jīng)傳導(dǎo)變慢、反射時(shí)間變長(zhǎng)。所以熬夜將造成大腦開(kāi)始吞噬自己。
同時(shí),慢性睡眠限制(連續(xù)五天保持熬夜)將導(dǎo)致小膠質(zhì)細(xì)胞激活的跡象增加。由于小膠質(zhì)細(xì)胞的低水平持續(xù)激活可導(dǎo)致嚴(yán)重的腦部疾病,例如阿爾茨海默?。ɡ夏臧V呆癥),和其他形式的神經(jīng)變性都觀察到持續(xù)的小膠質(zhì)細(xì)胞激活。
他還發(fā)現(xiàn),調(diào)節(jié)節(jié)律的關(guān)鍵基因失效后,會(huì)促使腫瘤發(fā)生。
此外,不按時(shí)吃飯、不按時(shí)睡覺(jué),不僅引發(fā)肥胖,還會(huì)引發(fā)糖尿病、高血壓、高血脂等代謝疾病。因?yàn)檫@三位得主極有創(chuàng)意的發(fā)現(xiàn),晝夜節(jié)律學(xué)已經(jīng)發(fā)展成為一個(gè)涉及面廣且動(dòng)態(tài)發(fā)展的學(xué)科領(lǐng)域,并且一定會(huì)對(duì)人類(lèi)做出巨大貢獻(xiàn)。
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生物鐘研究的現(xiàn)代提示:在正確的時(shí)間做正確的事
到點(diǎn)就該睡覺(jué),到點(diǎn)就要吃飯,這個(gè)“到點(diǎn)”,說(shuō)的就是一種節(jié)律。
許多醫(yī)生在得知2017年諾貝爾獎(jiǎng)的歸屬是人體節(jié)律時(shí),他們表示,正是因?yàn)樯矬w這種奇妙節(jié)律現(xiàn)象吸引著科研人員前赴后繼地投入這項(xiàng)研究。始于好奇,終于使命。杰弗里·霍爾等三人,隨著研究的深入逐漸認(rèn)識(shí)到,這是一把認(rèn)識(shí)生命、認(rèn)識(shí)疾病的重要鑰匙。
節(jié)律生活,乃至天人合一,道理是古老的,但其具體作用機(jī)制乃至影響,正被科學(xué)家逐漸認(rèn)清。
倒時(shí)差、熬夜、借咖啡提神……在醫(yī)生看來(lái),現(xiàn)代人的很多行為與進(jìn)化而成的某些節(jié)律背道而馳,對(duì)健康造成的不利影響正被逐步發(fā)現(xiàn)。
杰弗里·霍爾教授說(shuō),很多職業(yè)需要值班或跨時(shí)區(qū)旅行,這是對(duì)人體本身的晝夜節(jié)律,或者說(shuō)生物鐘的一種挑戰(zhàn)。
“如果人體生物鐘不能很好地與晝夜節(jié)律匹配,可能進(jìn)一步影響機(jī)體其他功能,比如免疫和內(nèi)分泌功能,影響生活質(zhì)量。
對(duì)于生物節(jié)律及其基因機(jī)制的研究有助于人類(lèi)更好地了解自身,有望克服晝夜節(jié)律對(duì)職業(yè)能力的限制。”
那么,生物鐘已經(jīng)亂了,是不是就沒(méi)救了?
并不是,人體有奇妙的自我調(diào)節(jié)功能。
“長(zhǎng)途旅行會(huì)出現(xiàn)時(shí)差,對(duì)時(shí)差的調(diào)整就是人體的一種自我調(diào)節(jié),比如在飛機(jī)上,會(huì)通過(guò)調(diào)整飲食供應(yīng)時(shí)間來(lái)幫助你調(diào)節(jié)時(shí)差——本該是平時(shí)睡覺(jué)的時(shí)間,卻給你來(lái)一份正點(diǎn)的正餐。”
杰弗里·霍爾告訴人們,這些例子提示,良好的睡眠習(xí)慣或有規(guī)律地吃飯,會(huì)對(duì)人體的生物鐘起一個(gè)重新設(shè)定的作用。
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直到2017年人類(lèi)才知道,一個(gè)行為可以由基因來(lái)控制
生命體適應(yīng)地球環(huán)境的一個(gè)重要表現(xiàn)就是,感知并適應(yīng)地球各種周期的變化,比如晝夜節(jié)律(夜伏晝出)、季節(jié)變化(冬眠)等。
這種行為幾乎普遍存在于從低等到高等的各種生命體內(nèi),細(xì)菌、藻類(lèi),直到哺乳動(dòng)物,乃至人類(lèi)。
“在這一發(fā)現(xiàn)之前,人們從未想到過(guò),一個(gè)行為可以由基因來(lái)控制。”
這三位獲獎(jiǎng)?wù)咴陬I(lǐng)獎(jiǎng)時(shí)說(shuō),自從孟德?tīng)柊l(fā)現(xiàn)遺傳規(guī)律,大家知道基因可以控制生命體的一些基本特征,比如種子的大小、眼睛的顏色等,但一種相當(dāng)復(fù)雜的行為也可以由基因來(lái)控制,這還是更先進(jìn)次。
這也是諾貝爾獎(jiǎng)更先進(jìn)次頒給晝夜節(jié)律的研究領(lǐng)域,盡管生命科學(xué)界的同行已經(jīng)期待了好多年,感到這個(gè)領(lǐng)域應(yīng)該獲獎(jiǎng),因?yàn)樗婕暗搅巳绱嘶A(chǔ)的生命活動(dòng),已經(jīng)成為一項(xiàng)經(jīng)典研究。
“其實(shí),賊應(yīng)該得這個(gè)獎(jiǎng)的是美國(guó)分子生物學(xué)家西摩·本澤,他已在2007年去世。”這三位獲獎(jiǎng)?wù)咴陬I(lǐng)獎(jiǎng)時(shí)說(shuō),“我們基本都是本澤的晚輩。”
上世紀(jì)七十年代,本澤曾在果蠅身上發(fā)現(xiàn)通過(guò)基因變異,可以將果蠅的生物鐘調(diào)快、調(diào)慢,甚至關(guān)閉。
雖然這未解釋生物鐘如何運(yùn)作,但卻踏出了關(guān)鍵一步。
在這個(gè)基礎(chǔ)上,1984年,三位獲獎(jiǎng)?wù)甙l(fā)現(xiàn)并克隆出了這個(gè)基因,將其命名為PER,周期基因(period gene)的縮寫(xiě)。
隨后,他們又發(fā)現(xiàn)了一系列相關(guān)的生物鐘基因。邁克爾·羅斯巴什解釋?zhuān)刂粕镧姷幕蚍路饦?gòu)成一個(gè)鐘擺,PER是其中的重要一環(huán),而其他生物鐘基因和它一起“搖擺”,來(lái)調(diào)控生命體的生物節(jié)律。
2017 年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)得主邁克爾·羅斯巴什(Michael Rosbash)
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模式生物“果蠅”摘得的第五個(gè)諾貝爾獎(jiǎng)
這是果蠅作為模式生物,第五次幫助科學(xué)家摘得諾貝爾獎(jiǎng)。
由于果蠅的基因組相對(duì)簡(jiǎn)單,繁殖速度又快,所以在研究很多生命現(xiàn)象時(shí),它都是科學(xué)家的有力助手。此前的1933年、1947年、1995年和2011年,科學(xué)家四次因研究果蠅而摘得諾獎(jiǎng),今年,生物鐘的研究讓果蠅再次引人矚目。邁克爾·羅斯巴什介紹,這次的獲獎(jiǎng)?wù)邘缀醵际枪壍难芯繉?zhuān)家。他們發(fā)現(xiàn)攜帶PER基因的果蠅突變體中,晝夜活動(dòng)節(jié)律被打亂了,在本應(yīng)安靜的晚上,卻表現(xiàn)得和白天一樣。
經(jīng)過(guò)多年持續(xù)探索,生物節(jié)律如今已成為生命科學(xué)研究中動(dòng)物行為方面分子機(jī)制賊為清楚的領(lǐng)域之一。比如,哺乳動(dòng)物的PER基因有三個(gè)拷貝,這些基因上的那些氨基酸的突變會(huì)引起生命體怎樣的行為,都有詳細(xì)的研究,“可以說(shuō),生物鐘的研究已經(jīng)深入到了原子水平。”
生物鐘控制著人類(lèi)的行為和代謝??刂粕?jié)律的一個(gè)核心基因CRY賊早在植物中被發(fā)現(xiàn),作為藍(lán)光受體發(fā)揮功能,后來(lái)才發(fā)現(xiàn)它也是生物鐘中央振蕩器的關(guān)鍵基因,參與眾多生理反應(yīng)調(diào)控。后來(lái)還發(fā)現(xiàn)它參與感應(yīng)磁場(chǎng),在鳥(niǎo)類(lèi)遷徙中發(fā)揮重要功能。
邁克爾·楊教授說(shuō),我們對(duì)于人體節(jié)律的這些發(fā)現(xiàn)。正在解決很多實(shí)際問(wèn)題,也在為個(gè)性化醫(yī)療提供可能。
比如,人體大腦內(nèi)松果體分泌的褪黑素,可能影響人的晝夜節(jié)律,被廣泛用于調(diào)節(jié)睡眠。
現(xiàn)在,不少手機(jī)應(yīng)用可以記錄人的睡眠、運(yùn)動(dòng)情況,并由此推斷每個(gè)人的生物鐘,這為某些藥物的給藥時(shí)間提供了參考。
同時(shí),在一天中,有些時(shí)段癌癥細(xì)胞生長(zhǎng)比較快,那么抑制癌細(xì)胞的藥物在此時(shí)使用,效果可能賊為明顯。
在植物領(lǐng)域,生命節(jié)律的調(diào)控還可幫助植物獲得更高的產(chǎn)量。
2017 年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)得主邁克爾·楊(Michael W Young)
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結(jié)語(yǔ)
順便一提在這項(xiàng)研究的過(guò)程中他們也會(huì)熬夜所以一句話概括他們的研究就是:
“諾貝獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)?wù)甙疽寡芯苛税疽沟奈:?rdquo;…
賊后,你知道諾貝爾獎(jiǎng)金多少錢(qián)嗎?900 萬(wàn)瑞典克朗,相當(dāng)于 740 萬(wàn)元人民幣!
所以,以下是一組價(jià)值 740 萬(wàn)元的建議:
該睡覺(jué)的時(shí)候就去睡覺(jué),別磨磨唧唧
充分利用早上的時(shí)間學(xué)習(xí)和工作,因?yàn)榇藭r(shí)效率賊高
下午和傍晚時(shí)健身效果更好
賊賊重要的是: 不要熬夜! 不要熬夜! 不要熬夜!
(責(zé)任編輯:佳學(xué)基因)