人们变丑和变笨的原因 诺奖得主们研究出来了

发布者:天津包子 | 2017-10-06 09:38:37 | 来源:界面

【星网专讯】

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10月2日,2017年诺贝尔生理学和医学奖颁布了。

获奖者是杰弗理霍尔(Jeffrey C. Hall)、迈克尔罗斯巴殊(Michael Rosbash)、和迈克尔杨(Michael W. Young)。

他们获奖的研究是:为什么越来越多的人发现自己开始变丑变胖变笨了?

而原因也很简单:熬夜!

01

人体内有神奇的时钟基因

说起这三位获奖者对生物钟基因的研究,那可要从2003年开始说起了。

当时杰弗理霍尔教授在美国加州大学旧金山分校神经科学部门进行博士后研究工作,他研究的就是一个奇怪的经常早睡早起的家族。

这个家族成员总在凌晨3、4点起床,晚上6、7点就睡觉。这和大部分人的生活习惯大不相同。可是奇怪的是,他们这种独特的生活习惯源于家族成员身上的一种名为PER2的基因发生了突变,这是一种管睡觉的基因,正是这突变导致他们的早起早睡。

研究人员为了更具体的研究这种睡觉基因,就把这种基因转到了小白鼠的身上。研究人员发现,小白鼠拥有这种睡觉基因之后,连带着管吃饭的PER1基因也突变了,而因为吃得更多,还导致了这群小鼠发胖,肥胖问题紧随而来。

此类基因又称时钟基因。在正常情况下,它们会在相同的时间打开和关闭,以保持睡眠和饮食周期的均衡。

但如果其中有基因发生突变,就将打破这一环节,从而使得机体的各种生物钟不能步调一致。

诺贝尔奖委员会表示:(获奖的)杰弗里霍尔等三人的研究是先驱性的,他们克隆出时钟基因,让大家进一步认识到这种神奇的规律现象。。

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02

熬夜会打破人体内精妙的时钟

疾病匍匐而来

有关睡眠的奇妙故事还没完。获奖者之一的迈克尔罗斯巴殊教授,说起了一组罕见病例。近二十年来,各国医生发现了一些睡不着觉的家族,这些家族的人得了怪病,就是至少三四十年都没好好睡过。

他逐渐发现,这些罕见病人的大脑下丘脑、杏仁核等区域存在着控制节律的基因突变或紊乱。

我们已发现一些经典的节律基因,它们很精细地工作着,相互钳制,此消彼长。它们还通过大脑神经调控着全身的器官,让大家有节律地工作着,由此也形成精妙的外周节律环,这样全身其实存在着大量的节律相关基因。一旦打破,会出现问题,疾病可能匍匐而来。

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迈克尔罗斯巴殊教授说,2013年,他在一项肥胖研究就发现,通过调节小鼠体内LGR4基因开关,可以影响肥胖的发生。

简单说,如果在小鼠体内去除这个LGR4基因,小鼠的体重会减轻,各项代谢指标,包括血糖、血脂、血压等,均明显好转。

另一位获奖者,迈克尔杨在2015年的一项研究中发现,由于熬夜缺乏睡眠,神经突触部分被星形胶质细胞大量吞噬。

这些星形胶质细胞像是微型的吸尘器,当大脑连接变得衰弱和分裂的时候,就会开始清除神经突触细胞,从而减少了神经递质,导致大脑神经传导变慢、反射时间变长。所以熬夜将造成大脑开始吞噬自己。

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同时,慢性睡眠限制(连续五天保持熬夜)将导致小胶质细胞激活的迹象增加。由于小胶质细胞的低水平持续激活可导致严重的脑部疾病,例如阿尔茨海默病(老年痴呆症),和其他形式的神经变性都观察到持续的小胶质细胞激活。

他还发现,调节节律的关键基因失效后,会促使肿瘤发生。

此外,不按时吃饭、不按时睡觉,不仅引发肥胖,还会引发糖尿病、高血压、高血脂等代谢疾病。

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因为这三位得主极有创意的发现,昼夜节律学已经发展成为一个涉及面广且动态发展的学科领域,并且一定会对人类做出巨大贡献。

03

生物钟研究的现代提示:

在正确的时间做正确的事

到点就该睡觉,到点就要吃饭,这个到点,说的就是一种节律。

许多医生在得知2017年诺贝尔奖的归属是人体节律时,他们表示,正是因为生物体这种奇妙节律现象吸引着科研人员前赴后继地投入这项研究。

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倒时差、熬夜、借咖啡提神在医生看来,现代人的很多行为与进化而成的某些节律背道而驰,对健康造成的不利影响正被逐步发现。

杰弗里霍尔教授说,很多职业需要值班或跨时区旅行,这是对人体本身的昼夜节律,或者说生物钟的一种挑战。

那么,生物钟已经乱了,是不是就没救了?

并不是,人体有奇妙的自我调节功能。

长途旅行会出现时差,对时差的调整就是人体的一种自我调节,比如在飞机上,会通过调整饮食供应时间来帮助你调节时差本该是平时睡觉的时间,却给你来一份正点的正餐。

杰弗里霍尔告诉人们,这些例子提示,良好的睡眠习惯或有规律地吃饭,会对人体的生物钟起一个重新设定的作用。

04

直到2017年人类才知道

一个行为可以由基因来控制

生命体适应地球环境的一个重要表现就是,感知并适应地球各种周期的变化,比如昼夜节律(夜伏昼出)、季节变化(冬眠)等。

这种行为几乎普遍存在于从低等到高等的各种生命体内,细菌、藻类,直到哺乳动物,乃至人类。

在这一发现之前,人们从未想到过,一个行为可以由基因来控制。这三位获奖者在领奖时说,自从孟德尔发现遗传规律,大家知道基因可以控制生命体的一些基本特征,比如种子的大小、眼睛的颜色等,但一种相当复杂的行为也可以由基因来控制,这还是第一次。

这也是诺贝尔奖第一次颁给昼夜节律的研究领域,尽管生命科学界的同行已经期待了好多年,感到这个领域应该获奖,因为它涉及到了如此基础的生命活动,已经成为一项经典研究。

其实,最应该得这个奖的是美国分子生物学家西摩本泽,他已在2007年去世。这三位获奖者在领奖时说,我们基本都是本泽的晚辈。

上世纪七十年代,本泽曾在果蝇身上发现通过基因变异,可以将果蝇的生物钟调快、调慢,甚至关闭。

虽然这未解释生物钟如何运作,但却踏出了关键一步。

在这个基础上,1984年,三位获奖者发现并克隆出了这个基因,将其命名为PER,周期基因(period gene)的缩写。

随后,他们又发现了一系列相关的生物钟基因。迈克尔罗斯巴什解释,控制生物钟的基因仿佛构成一个钟摆,PER是其中的重要一环,而其他生物钟基因和它一起摇摆,来调控生命体的生物节律。

05

模式生物果蝇

摘得的第五个诺贝尔奖

这是果蝇作为模式生物,第五次帮助科学家摘得诺贝尔奖。

由于果蝇的基因组相对简单,繁殖速度又快,所以在研究很多生命现象时,它都是科学家的有力助手。此前的1933年、1947年、1995年和2011年,科学家四次因研究果蝇而摘得诺奖,今年,生物钟的研究让果蝇再次引人瞩目。

经过多年持续探索,生物节律如今已成为生命科学研究中动物行为方面分子机制最为清楚的领域之一。比如,哺乳动物的PER基因有三个拷贝,这些基因上的那些氨基酸的突变会引起生命体怎样的行为,都有详细的研究,可以说,生物钟的研究已经深入到了原子水平。

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现在,不少手机应用可以记录人的睡眠、运动情况,并由此推断每个人的生物钟,这为某些药物的给药时间提供了参考。

同时,在一天中,有些时段癌症细胞生长比较快,那么抑制癌细胞的药物在此时使用,效果可能最为明显。

在植物领域,生命节律的调控还可帮助植物获得更高的产量。

06

结语

顺便一提在这项研究的过程中他们也会熬夜所以一句话概括他们的研究就是:诺贝奖获奖者熬夜研究了熬夜的危害

最后,你知道诺贝尔奖金多少钱吗?900 万瑞典克朗,相当于740 万元人民币!

所以,以下是一组价值740 万元的建议:不要熬夜! 不要熬夜! 不要熬夜!