“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)

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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。

這類基因又稱時(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，例如阿爾茨海默病（老年癡呆癥），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，直到哺乳動(dòng)物，乃至人類。
“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，控制生物鐘的基因仿佛構(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＜?。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。”
生物鐘控制著人類的行為和代謝。控制生命節(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！