新华社北京10月2日电(记者王艳红)从蓝绿藻到真菌、从植物到动物,地球生命普遍拥有一套内置的时钟,以24小时为周期调节生理活动,以适应我们这颗行星的自转和昼夜变化。获得2017年诺贝尔生理学或医学奖的三位科学家,在分子水平上揭示了生命时钟怎样“滴答”走动。
含羞草叶子在黑暗中仍按昼夜规律开闭,向日葵在太阳尚未升起时已经朝向东方,人在亮如白昼的办公室里待到半夜照样犯困——生物的自然节律并不依赖于外界条件刺激,而是由某种内在机制掌控。钟表的核心元件是振荡器,比如钟摆、机械振子或石英电路,它们产生稳定的周期性振动。
那么在生物体里,这个振荡器是什么?
人们很早就发现生物节律特征可以遗传,随着分子生物学发展,科学界逐渐提出“生物钟基因”的设想。20世纪70年代,美国加州理工学院的西摩·本泽和罗纳德·科诺普卡用果蝇做实验,筛选相关的基因突变。
果蝇的破蛹羽化有着特定节律,野生品种只在一天的特定时刻出蛹,周期是24小时。科诺普卡等人培养并筛选出了周期更长或更短,甚至没有周期的果蝇,发现它们在基因组的同一区域发生突变,从而定位到了生物钟基因,命名为“周期”基因。但限于技术发展水平,人们当时无法弄清这个基因的代码序列,因为克隆果蝇DNA的技术于70年代晚期才出现。
1984年,三名美国科学家,杰弗里·霍尔、迈克尔·罗斯巴什和迈克尔·扬克隆出了“周期”基因,并把它编码的蛋白质命名为PER。他们发现,果蝇体内的PER蛋白质浓度有规律地变动,振荡周期正是24小时。至此,人们找到了生物钟的“振荡器”,看到了它的振荡,接下来就是弄清工作原理。
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新华社北京3月2日电 题:“发现肝细胞癌精准治疗潜在新靶点!”——中国人类蛋白质组学研究新突破三大看点 新华社记者 陈芳、胡喆 近日