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朱琳·吉爾拉斯（Juleen Zierath)，生物學(xué)家，諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)評(píng)委會(huì)主席，瑞典卡羅琳醫(yī)學(xué)院生理學(xué)教授。朱琳教授出生在美國(guó)威斯康星州，博士期間她到瑞典的卡羅琳醫(yī)學(xué)院攻讀生理學(xué)專業(yè)，隨后前往美國(guó)哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院從事生理學(xué)博士后研究。1998年，朱琳以助理教授的身份回到瑞典卡羅琳醫(yī)學(xué)院，從2006年起，她加入到了諾貝爾獎(jiǎng)生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)評(píng)選委員會(huì)，現(xiàn)在，朱琳教授領(lǐng)導(dǎo)她的團(tuán)隊(duì)在卡羅琳醫(yī)學(xué)院分子醫(yī)學(xué)和外科學(xué)系從事整合生理學(xué)研究。 2011年，朱琳教授被評(píng)選為諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)評(píng)委會(huì)委員，并在2013年當(dāng)選為評(píng)委會(huì)主席。朱琳教授在整合生理學(xué)研究上做出了非常杰出的貢獻(xiàn)?，F(xiàn)在，她的主要研究集中在兩個(gè)方向：對(duì)胰島素抵抗的II型糖尿病的細(xì)胞機(jī)制研究，以及基因表達(dá)研究。朱琳·吉爾拉斯教授在2012年發(fā)表在《自然》上的研究文章中闡述了她的最新研究成果，她認(rèn)為：運(yùn)動(dòng)不僅可以讓你減去體重，它還會(huì)使你肌肉中細(xì)胞的DNA表達(dá)發(fā)生變化，改變你的基因。
A：作為諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)評(píng)委會(huì)主席，你覺(jué)得諾貝爾獎(jiǎng)對(duì)科學(xué)界有什么樣的影響？ Z：諾貝爾獎(jiǎng)對(duì)科學(xué)界最大的影響是，表彰那些偉大的發(fā)現(xiàn)。所有榮獲諾貝爾獎(jiǎng)的生理學(xué)或醫(yī)學(xué)發(fā)現(xiàn)，都是一些很有突破性的改變，他們打破了既定的模式，甚至改變了既有的醫(yī)學(xué)研究的方法，提出了一個(gè)研究的全新角度。 諾貝爾獎(jiǎng)的最初頒獎(jiǎng)是在1901年，關(guān)于它的貢獻(xiàn)和影響有很長(zhǎng)的歷史可以講，正是因?yàn)檫@樣悠久的歷史，以及一直以來(lái)獲獎(jiǎng)研究成果對(duì)科學(xué)界都有著重大的、突破性的貢獻(xiàn)，這個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)也被很多人認(rèn)為是生理學(xué)或醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的最高獎(jiǎng)項(xiàng)。 A：2014年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)?lì)C給了來(lái)自美國(guó)和挪威的三位科學(xué)家（John O'Keefe、May-Britt Moser和Edvard I. Moser）他們的獲獎(jiǎng)理由是“發(fā)現(xiàn)構(gòu)成大腦定位系統(tǒng)的細(xì)胞”，你怎么評(píng)價(jià)這個(gè)發(fā)現(xiàn)？ Z：這個(gè)發(fā)現(xiàn)很偉大。我有一個(gè)小故事跟你分享：今年夏天，我去住在美國(guó)威斯康星州的我的祖父母家里度假。雖然30多年沒(méi)有回去過(guò)了，但周圍的環(huán)境依然讓我感到很熟悉，我不僅自己找到了祖父母住的房子，還能夠準(zhǔn)確的找到我小時(shí)候玩的游樂(lè)場(chǎng)。這讓我意識(shí)到，我的大腦能夠如此清晰的定位我所處過(guò)的環(huán)境，正是因?yàn)榇竽X中存在定位系統(tǒng)細(xì)胞。如果沒(méi)有這些細(xì)胞，人類的生存會(huì)困難得多。 三位科學(xué)家的偉大之處就在于——他們找到了人類大腦中存在的定位系統(tǒng)，這就像是一個(gè)“內(nèi)部GPS”。1971年，John O′Keefe發(fā)現(xiàn)了大腦定位系統(tǒng)的首個(gè)組成部分，他在實(shí)驗(yàn)中注意到，當(dāng)大鼠身處空間的某個(gè)特定位置時(shí)，大腦的海馬體區(qū)域內(nèi)有一種神經(jīng)細(xì)胞會(huì)一直處于活躍狀態(tài)，因?yàn)樗诖_定空間方向。同時(shí)，他和他的研究團(tuán)隊(duì)也從細(xì)胞水平上闡釋了這種高級(jí)認(rèn)知功能的原理。34年后，挪威科學(xué)家May‐Britt和Edvard Moser確定了另一種關(guān)鍵的神經(jīng)細(xì)胞并把它稱作“網(wǎng)格細(xì)胞”，這種細(xì)胞能夠在大腦中構(gòu)建出坐標(biāo)系，然后進(jìn)行精確的定位和線路查找。他們?cè)诤罄m(xù)研究中還展現(xiàn)了位置細(xì)胞以及網(wǎng)格細(xì)胞如何讓定位和導(dǎo)航成為可能。三位科學(xué)家的偉大發(fā)現(xiàn)解決了一個(gè)困擾哲學(xué)家和科學(xué)家數(shù)個(gè)世紀(jì)的問(wèn)題：大腦是怎么構(gòu)造出一幅描述我們所處環(huán)境的地圖，我們又是如何在復(fù)雜環(huán)境中找到航行線路的。 A：空間定位細(xì)胞、位置細(xì)胞和網(wǎng)格細(xì)胞是如何進(jìn)行分工合作、幫助大腦完成定位的？ Z：舉例來(lái)說(shuō)：假設(shè)你的父母準(zhǔn)備帶你去度假，你們準(zhǔn)備去訪問(wèn)一個(gè)很有意思的城市——斯德哥爾摩，你要做的第一件事情是在酒店要一份地圖，幫助你的家人找到一個(gè)景點(diǎn)——瓦薩沉船博物館。首先，你得在地圖上找到幾個(gè)位置顯著的地標(biāo)建筑，比如市政廳、皇宮或議會(huì)大樓，還有瓦薩沉船博物館。這就是大腦中的空間定位細(xì)胞所做的工作，當(dāng)看到這些地標(biāo)建筑的時(shí)候，你就認(rèn)識(shí)到了空間位置，大概知道了你所處的環(huán)境。 第二件事情就是：你要找到你的位置，然后把你的位置和目的地聯(lián)系起來(lái)，這就是大腦中的“網(wǎng)格細(xì)胞”的工作，在網(wǎng)格中找到到達(dá)目的地的最佳路線。完成這一系列動(dòng)作后，你就可以準(zhǔn)確的定位，去往目的地了。最神奇的是：大腦本身就具備這樣的定位功能，所以我們不需要去任何一個(gè)地方都手持一幅地圖，重復(fù)以上的尋找定位過(guò)程，大腦自然而然地、快速地完成了所有定位工作。 A：能簡(jiǎn)單的介紹一下你現(xiàn)在的研究嗎？比如說(shuō)基因表達(dá)研究中的”運(yùn)動(dòng)改變基因“？ Z：我們的身體就像一個(gè)工廠，它在不停的生產(chǎn)蛋白質(zhì)，DNA就像是工廠的生產(chǎn)圖紙，它指導(dǎo)工廠以什么樣的方式來(lái)生產(chǎn)蛋白質(zhì)。通常情況下, DNA上有上百萬(wàn)個(gè)化學(xué)反應(yīng)的印記。我們的研究發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)能夠改變這些DNA上的反應(yīng)印記，改變其他分子對(duì)DNA的影響，比如會(huì)打開(kāi)或者關(guān)閉基因的活性方式、修改蛋白質(zhì)的分解或儲(chǔ)存的過(guò)程、供應(yīng)糖和脂肪作為運(yùn)動(dòng)的能量。所以，運(yùn)動(dòng)可以改變?nèi)梭w這個(gè)工廠蛋白質(zhì)生產(chǎn)的速度和效率。 A：怎么控制實(shí)驗(yàn)過(guò)程，證明“運(yùn)動(dòng)改變基因”？ Z：我們的實(shí)驗(yàn)是這樣進(jìn)行的：研究人員跟一個(gè)由14位年輕男女組成的志愿小組一起工作。在研究過(guò)程中，這些志愿者被要求進(jìn)行一次自行車騎行運(yùn)動(dòng)，并且要求運(yùn)動(dòng)到身體所能承受的最大極限，然后，參與研究的志愿者們需要貢獻(xiàn)出一點(diǎn)兒他們四頭肌部位的肌肉組織，研究人員在20分鐘的運(yùn)動(dòng)前后分別取兩次肌肉細(xì)胞。利用這些生物活體樣本，對(duì)比運(yùn)動(dòng)前后一系列與肌肉相關(guān)的基因的活動(dòng)情況。 我們發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)之后，細(xì)胞中有更多的基因被激活，并且參與者的DNA表現(xiàn)出更少的甲基化作用。所謂甲基化，就是指甲基基團(tuán)與DNA分子發(fā)生共價(jià)結(jié)合的過(guò)程。這一過(guò)程會(huì)限制細(xì)胞開(kāi)啟特定基因表達(dá)的能力。在特定時(shí)間特定細(xì)胞中，通過(guò)控制甲基化過(guò)程的多少，機(jī)體可調(diào)控DNA中哪些基因處于激活狀態(tài)。比如，DNA中不同基因被激活，使得細(xì)胞發(fā)育成為不同器官的組成細(xì)胞。運(yùn)動(dòng)影響DNA改變的方式更像是發(fā)動(dòng)機(jī)的保養(yǎng)調(diào)整，它幫助肌肉更完美更有效地工作。而且，即便只是一次耗時(shí)20分鐘的運(yùn)動(dòng)，這種改變都會(huì)發(fā)生。 A：作為一位科學(xué)家，在你的研究工作中，讓你感到最有成就的是什么？ Z：在現(xiàn)在這個(gè)階段，最讓我高興的是我聽(tīng)到我過(guò)去的學(xué)生或是過(guò)去在我團(tuán)隊(duì)工作過(guò)的研究人員，在自己的工作中獲得了突破和成就。因?yàn)槲铱吹轿以?jīng)教過(guò)的學(xué)生熱愛(ài)研究工作并且很投入的在從事研究，這讓我很感到安慰，也特別快樂(lè)。 |
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