蘇州健康管理師培訓(xùn)機(jī)構(gòu)
2017年諾貝爾獎(jiǎng)出爐:你變丑和變笨的原因,他們終于研究出來(lái)了…
Jeffrey C. Hall、Michael Rosbash 和Michael W. Young 三人的工作窺探了生物鐘的秘密,并解釋了其工作原理。他們的研究成果解釋了植物、動(dòng)物以及人類(lèi)是如何適應(yīng)這種生物節(jié)律,并同時(shí)與地球的自轉(zhuǎn)保持同步。
他們獲獎(jiǎng)的研究是:
為什么越來(lái)越多的人發(fā)現(xiàn)
自己開(kāi)始變丑變胖變笨了?
而原因也很簡(jiǎn)單:熬夜!
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。
翻譯成人話就是:
“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,怎么可能還變丑變笨呢?
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!
到底這個(gè)神奇的生物節(jié)律是怎么研究出來(lái)的呢?
/ 01 /
人體內(nèi)有神奇的時(shí)鐘基因
說(shuō)起這三位獲獎(jiǎng)?wù)邔?duì)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??墒瞧婀值氖牵麄冞@種獨(dú)特的生活習(xí)慣源于家族成員身上的一種名為“PER2”的基因發(fā)生了突變,這是一種管睡覺(jué)的基因,正是這突變導(dǎo)致他們的早起早睡。
研究人員為了更具體的研究這種睡覺(jué)基因,就把這種基因轉(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。
研究人員發(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?,還導(dǎo)致了這群小鼠發(fā)胖,肥胖問(wèn)題緊隨而來(lái)。
此類(lèi)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”。
/ 02 /
熬夜會(huì)打破人體內(nèi)精妙的時(shí)鐘
疾病匍匐而來(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**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,疾病可能匍匐而來(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),**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。
敲掉一個(gè)基因就會(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。
2017 年的諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)得主Michael Rosbash
另一位獲獎(jiǎng)?wù)撸~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)。
/ 03 /
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。”
2017 年的諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)得主杰弗里·霍爾(Jeffrey C. Hall)
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)**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。
/ 04 /
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?!?/span>
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**次。
這也是諾貝爾獎(jiǎng)**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),**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?!边@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?!?/span>
上世紀(jì)七十年代,本澤曾在果蠅身上發(fā)現(xiàn)**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)
/ 05 /
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**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?!?/span>
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**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**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)
獲獎(jiǎng)人簡(jiǎn)介 杰弗里.霍爾(Jeffrey C. Hall)
杰弗里.霍爾(Jeffrey C. Hall),美國(guó)遺傳學(xué)家,1945年出生于美國(guó)紐約。1971年在西雅圖華盛頓大學(xué)獲得博士學(xué)位,1971年至1973年在加州理工學(xué)院擔(dān)任博士后研究員。1974年,他加入了布蘭迪斯大學(xué)任教職。杰弗里.霍爾現(xiàn)已退休。
邁克爾·羅斯巴什(Michael Rosbash)
邁克爾·羅斯巴什(Michael Rosbash),美國(guó)遺傳學(xué)家,1944年出生于美國(guó)堪薩斯城。他于1970年獲得美國(guó)劍橋的麻省理工大學(xué)博士學(xué)位。后在蘇格蘭的愛(ài)丁堡大學(xué)做了三年博士后研究。1974年以來(lái),在美國(guó)沃爾瑟姆的布蘭迪斯大學(xué)任職。
邁克爾. 楊(Michael W. Young)
邁克爾. 楊(Michael W. Young),美國(guó)遺傳學(xué)家,1949年出生于美國(guó)的邁阿密。1975年,他在奧斯丁的德克薩斯大學(xué)(University of Texas)獲得了博士學(xué)位。在1975至1977年間,他在Palo Alto的斯坦福大學(xué)擔(dān)任博士后研究員。1978年后,他在紐約的洛克菲勒大學(xué)(Rockefeller University)任職。
? 生物的生命活動(dòng)受內(nèi)在生物節(jié)律調(diào)控
運(yùn)氣和勇氣:孰輕孰重
生物鐘遺傳研究確實(shí)有運(yùn)氣,但也有勇氣。
在看不清前途時(shí)默默探索,在一個(gè)小領(lǐng)域內(nèi)長(zhǎng)期耕耘;遇困難出差錯(cuò)恐在所難免,碰運(yùn)氣獲機(jī)遇也時(shí)有所得。
粗看似乎運(yùn)氣重要,細(xì)看可見(jiàn)勇氣重要:勇于做前人沒(méi)做過(guò)、旁人沒(méi)想過(guò)、偉人不相信的工作。
Konopka和Benzer從兩千只果蠅中篩到三只突變果蠅,竟然是同一個(gè)基因的三個(gè)影響完全不一樣的突變。遺傳學(xué)研究的歷**可能只有這一次小規(guī)模篩選中出現(xiàn)一個(gè)基因的三個(gè)功能改變的情況;生物學(xué)歷**,這可能也是**;說(shuō)不定科學(xué)**也是鳳毛麟角。
如果沒(méi)有這樣的突變,可能還有些人會(huì)比較猶豫生物鐘能否用遺傳進(jìn)行研究。
果蠅生物鐘的表型,幾十年后的今天看來(lái)非??煽?,但當(dāng)初并不清楚。正如今天問(wèn):從果蠅檢測(cè)的睡眠,是否真是睡眠?很多人,包括研究果蠅的科學(xué)家,都不敢清晰地回答這一問(wèn)題。
高橋?qū)嶒?yàn)室在老鼠的篩選過(guò)程中,第25只老鼠就是影響生物鐘的突變,也有很大的運(yùn)氣。如果沒(méi)有這樣的運(yùn)氣,就要花很多的時(shí)間,而且老鼠的研究很費(fèi)錢(qián),沒(méi)有足夠的人力物力就做不成。一般人預(yù)計(jì)到成本,就不能做這樣的研究。
現(xiàn)在我們可以事后諸葛亮,總結(jié)以后多個(gè)實(shí)驗(yàn)而意識(shí)到:實(shí)際上只要做足夠的篩選,不是篩兩千只果蠅,而是篩兩萬(wàn)只果蠅,基本一定能找到生物鐘的突變。雖然不會(huì)得到一個(gè)基因的三種不同方向的突變,但同樣會(huì)帶來(lái)突破的可能性。
高橋?qū)嶒?yàn)室用老鼠篩選生物鐘突變基因,也有運(yùn)氣。但事后看來(lái),如果有決心、經(jīng)費(fèi)夠,篩選超過(guò)幾千只就應(yīng)該能得到影響生物鐘的基因。而幾千只老鼠的經(jīng)費(fèi),并非只有高橋?qū)嶒?yàn)室才有。對(duì)這一經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)并非徒勞,原在美國(guó)西南醫(yī)學(xué)中心、現(xiàn)在日本筑波國(guó)際睡眠醫(yī)學(xué)研究所的Masashi Yanagisawa及其團(tuán)隊(duì),就用較大經(jīng)費(fèi)專(zhuān)門(mén)篩選小鼠睡眠的突變種,找到影響小鼠睡眠的基因(Funato et al., 2016)。
Konopka在研究過(guò)程中遇到了生物學(xué)空前絕后的運(yùn)氣,但個(gè)人機(jī)遇卻相當(dāng)不好。他畢業(yè)后到斯坦福大學(xué)做過(guò)短暫博士后,1974年回加州理工任助理教授,但評(píng)終身教授時(shí)未**,主要原因是文章太少。他到Clarkson大學(xué)任教,因人事變動(dòng),再次未獲終身教授,1990年回到加州輔導(dǎo)高中生,2015年心臟病去世(Rosbash,2015)。
/ 06 /
結(jié)語(yǔ)
好怕怕,那我該怎么保養(yǎng)生物鐘?
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**高
下午和傍晚時(shí)健身效果更好
****重要的是:
不要熬夜!
不要熬夜!
不要熬夜!
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