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北京時間 10 月 2 日下午 5 點 30 分，2017 諾貝爾生理或醫(yī)學獎評選結果揭曉——諾貝爾委員會宣布，將此獎項頒發(fā)給美國遺傳學家杰弗里·霍爾（Jeffrey C. Hall）、邁克爾·羅斯巴什（Michael Rosbash），以及邁克爾·楊（ Michael W. Young）。 杰弗里·霍爾（Jeffrey C. Hall）1945 年 3 月 3 日生于紐約布魯克林，美國遺傳學家。于 1971 年獲得西雅圖華盛頓大學遺傳學博士學位，于 1974 年成為布蘭迪斯大學教員。1984 年他和邁克爾·羅斯巴什（Michael Rosbash）的研究小組克隆了果蠅的 period 基因，這個基因能夠調節(jié)果蠅的生物鐘。他們還揭示出該基因所編碼的信使核糖核酸和蛋白質含量隨晝夜節(jié)律而變化。
圖丨2017 年的諾貝爾生理學或醫(yī)學獎得主杰弗里·霍爾（Jeffrey C. Hall） 霍爾于 2001 年被選入美國文理科學院，2003 年被選入美國國家科學院并獲美國遺傳學會勛章。因為 period 基因方面的杰出貢獻，他于 2009 年獲格魯伯神經科學獎，2011 年獲路易莎·格羅斯·霍維茨獎，2012 年獲蓋爾德納國際獎。并于2013 年獲得邵逸夫生命科學及醫(yī)學獎。
圖丨2017 年的諾貝爾生理學或醫(yī)學獎得主邁克爾·羅斯巴什（Michael Rosbash） 邁克爾·羅斯巴什（Michael Rosbash），1944 年 3 月 7 日生于密蘇里州堪薩斯，美國遺傳學家。羅斯巴什是布蘭代斯大學教授和霍華德·休斯醫(yī)學研究所的研究員。1984 年他和杰弗里·霍爾的研究小組克隆了果蠅的 period 基因，1990 年提出了生物鐘的轉錄翻譯負反饋回路的概念。1998 年，他們在果蠅體內發(fā)現了 period 基因、時鐘基因。 2003 年當選為美國國家科學院院士。2013 年獲得邵逸夫生命科學及醫(yī)學獎。 邁克爾·楊（Michael W Young），1949 年生于佛羅里達州邁阿密，美國遺傳學家、美國國家科學院院士。1975 年獲得克薩斯大學奧斯汀分校博士學位，1978 年起任洛克菲勒大學教員，后成為該校副校長。2013 年獲得邵逸夫生命科學及醫(yī)學獎。
圖丨2017 年的諾貝爾生理學或醫(yī)學獎得主邁克爾·楊（Michael W Young） 1984 年他的團隊克隆出果蠅的 period 基因，這個基因能夠調節(jié)果蠅的生物鐘。楊之后的研究還揭示了更多生物鐘相關基因，以及它們產物的運作情況。 以下為諾貝爾委員會官方新聞稿全文：
概述 地球上的所有生命都必須適應地球的自轉。很多年來，我們一直知道所有的生命體，包括人類在內，都有一個內部的生物鐘，來讓他們適應晝夜變換，并找到生命的節(jié)奏。但這個這種生物鐘到底是如何工作的？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、動物以及人類是如何適應這種生物節(jié)律，并同時與地球的自轉保持同步。 今年的諾貝爾生物學獎獲得者們從果蠅身上分離出了一種基因，這種基因用來控制果蠅的日常生物節(jié)律。研究者們表示，這種基因可以使得果蠅在白天時對體內的一種蛋白質進行編碼，使它們聚集，到晚上則進行降解。隨后，研究人員又發(fā)現了這種機制的其他蛋白質組分，從而揭示了到底是一種怎樣的機制使得細胞內的生物鐘持續(xù)工作。我們現在認識到，這種細胞內機制同樣作用于其他多細胞生物，包括人類本身。 我們體內的生物鐘，在一天之中的不同時段，對我們的生理功能進行著非常精準的調節(jié)，例如行為、激素水平、睡眠情況、體溫，以及新陳代謝等。當我們所處的外部環(huán)境于我們體內的生物鐘出現不匹配的情況時，我們的身體狀況就會馬上反應出不適，比如乘機穿越數個時區(qū)導致的“時差”。此外，還有跡象表明，如果我們的生活方式與生物鐘開始出現偏差時，我們換上各種疾病的風險也會隨之增加。
我們的內部時鐘
大多數的生物可以預測并適應環(huán)境中的日常變化。18 世紀的時候，法國科學家 Jean-Jacques d'Ortous de Mairan 將含羞草置于恒定黑暗的環(huán)境下。他發(fā)現，含羞草葉片的活動仍能保持 24 小時的波動性變化。植物似乎都有自己的生物鐘，那次發(fā)現也被認為是生物具有內源生物節(jié)律的最早證據。
之后，其他研究人員發(fā)現，不僅植物有這種“內部時鐘”，其他動物包括人類都存在這一現象，而這個“時鐘”其實有助于我們?yōu)槿粘５纳頇C能做好準備。這種規(guī)律性的適應被稱為“晝夜節(jié)律”。但是，人體內部生物鐘的工作原理仍然是個謎。
發(fā)現生物鐘基因 早在上世紀七十年代，加州理工學院的 Seymour Benzer 和他的學生 Ronald Konopka 就開始尋找可以控制果蠅晝夜節(jié)律的基因。他們發(fā)現，有個當時還不知道的基因如果發(fā)生突變，就會擾亂果蠅的晝夜節(jié)律。他們給這個新基因起了個名字：period（周期）。那么，這個基因是如何影響節(jié)律的呢？
今年的諾貝爾獎得主研究的就是這個問題。1984 年，Jeffrey Hall 和 Michael Robash（當時兩人在波士頓的布蘭迪斯大學）和洛克菲洛大學的 Michael Young 緊密合作，成功地分離出了 period 基因。他們把這個基因編碼的蛋白其名為“PER”。他們發(fā)現，在晚上 PER 會在果蠅體內積累，到了白天又會被分解。所以 PER 的濃度會循環(huán)震蕩，周期為 24 小時，和晝夜節(jié)律相同。
自我調節(jié)的周期節(jié)律
接下來，科學家需要研究的一個重大課題，就是 PER 這個蛋白如何保持穩(wěn)定的震蕩周期。Jeffery Hall 和 Michael Rosbash 提出了一個假說：PER 蛋白可以讓 period 基因失去活性。換句話說，PER 和 period 形成了一個抑制反饋的環(huán)路，PER 可以抑制基因合成自己，這樣就形成了一個連續(xù)，循環(huán)的節(jié)律（如下圖）。
這個模型非常有趣，但是仍然有幾個問題沒有解決。PER 蛋白質只有從細胞質進入細胞核，才能抑制 period 基因。Jeffery Hall 和 Robash的研究表明，每當晚上的時候，PER 蛋白會在細胞核里積累，但是它是如何進入細胞核的？1994 年，Michael Young 發(fā)現了第二個節(jié)律基因：timeless。Timeless 可以編碼 TIM蛋白，同樣為正常節(jié)律所需。Young 做了一個漂亮的實驗，發(fā)現 TIM 會結合到 PER 上，然后兩個蛋白可以一起進入細胞核，并且在那里抑制 period 基因的活性（如下圖）。
圖丨參與調節(jié)節(jié)律鐘的分子的簡單示意圖 以上的研究揭示了細胞蛋白水平為什么會出現震蕩，當還有問題。這種震蕩的頻率周期為什么維持在 24 小時？Michael Young 又發(fā)現了一個基因 doubletime，可以編碼 DBT 蛋白。DBT 可以延遲 PER 蛋白的積累，這解釋了為什么震蕩的周期為什么會穩(wěn)定在 24 小時左右。 這三位新科諾貝爾獎得主的研究闡述了生物鐘的理論基礎。在隨后的幾年里，其他一些分子也被發(fā)現，進一步解釋了生物鐘的機理和穩(wěn)定性。例如，他們三人還發(fā)現了其他一些蛋白可以維持period的活性，以及外界的光如何調節(jié)生物鐘。 守時的人體生理學 生物鐘在復雜的人體生理中的方方面面都有涉及。我們已經知道所有的多細胞生物，包括人類，都是使用同一個相似的機制來調節(jié)生理節(jié)奏。生物鐘能調節(jié)我們大部分的基因，并且最終這個生物鐘能使我們的生理情況適應一天中不同時段。
圖丨因為這三位得主極有創(chuàng)意的發(fā)現，晝夜節(jié)律學已經發(fā)展成為一個涉及面廣且動態(tài)發(fā)展的學科領域，并且一定會對人類做出巨大貢獻。 其實，每一位取得諾獎的科學家，他們的工作并不僅僅是在其專業(yè)領域內發(fā)光發(fā)熱，這些研究是過去幾十年間生命科學領域的真實發(fā)展，這些發(fā)展也正在改變我們每一個人的生活，這也是諾貝爾獎的意義所在。
該榜單來自諾貝爾獎官網：http://www. 諾貝爾生理學或醫(yī)學獎全盤點 在諾貝爾獎體系中，有一部分是頒布給那些在生理學界或醫(yī)學界有杰出貢獻的科研工作者，這就是諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。歷屆獲獎人中不乏改變醫(yī)學世界的牛人，例如發(fā)明青霉素的弗萊明，還有我國杰出科研工作者發(fā)現青蒿素的屠呦呦教授。
第一屆諾貝爾生理學或醫(yī)學獎的頒布是在 1901 年，現在就讓我們來盤點下 1901 年到 2016 年間環(huán)繞諾貝爾生理學或醫(yī)學獎發(fā)生的事情吧。 ◆ 諾貝爾生理學或醫(yī)學獎的數量 從 1901 年開始計算，一共有 106 屆諾貝爾生理學或醫(yī)學獎被頒發(fā)。其中有九年沒有頒發(fā)相關獎項：1915、1916、1917、1918、1921、1925、1940、1941 以及 1942年。 那么為什么這些年都沒有頒發(fā)諾貝爾生理學或醫(yī)學獎呢？在諾貝爾基金會章程上寫道：如果在考慮范圍內的所有科學發(fā)現沒有足夠的重要性，獎金將被保存至下一年。如果第二年，仍然不能頒發(fā)獎項，那么獎金將納入諾貝爾基金的受限資金中。而在第一次和第二次世界大戰(zhàn)中，諾貝爾獎沒有頒發(fā)。
◆ 共同分享和獨享的諾貝爾生理學或醫(yī)學獎題 為什么諾獎可以共享呢？原因就寫在諾貝爾基金會章程上：如果兩項科學發(fā)現都有資格獲得諾貝爾獎，那么諾貝爾獎的獎金可以平均分為兩等分。如果兩位或者兩位以上的科學家參與了一項能獲獎的科學發(fā)現，那么諾貝爾獎可以同時頒發(fā)給他們。但是，一屆諾貝爾獎不能分給三位以上的獲獎者。
◆ 獲獎者的數量 據統(tǒng)計，1901 年至 2016 年間，前后共有 211 位諾貝爾生理學或醫(yī)學獎獲獎者。 ◆ 獲獎者的生日 獲獎者中，最常見的生日是 5 月 21 日和 2 月 28 日。 ◆ 獲獎者的平均年齡 據統(tǒng)計，1901 年至 2016 年間全部獲獎者的獲獎平均年齡為 58 歲。
圖丨1923 年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎得主弗雷德里克·G·班廷 最年輕的獲獎者：迄今為止，該獎項最年輕的獲獎者是弗雷德里克·G·班廷（如上圖），他和他的助手于 1923 年因成功分離胰島素而得獎，獲獎的時候年僅 32 歲。
圖丨1966 年的諾貝爾生理學或醫(yī)學獎得主佩頓·勞斯 最年長的獲獎者：佩頓·勞斯，他發(fā)現了病毒在某些癌癥中所扮演的角色，因而獲得 1966 年的諾貝爾生理學或醫(yī)學獎，獲獎的時候已經 87 歲了。 ◆ 女性獲獎者 全部 211 位獲獎者中，只有 12 名是女性。而在這 12 人中，只有巴巴拉·麥克林托克（如下圖）是獨享諾獎，其余均和他人分享當年的諾獎。
圖丨1983 年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎得主巴巴拉·麥克林托克 1947 - 格蒂·特蕾莎·科里 1977 - 羅莎琳·薩斯曼·耶洛 1983 - 巴巴拉·麥克林托克 1986 - 麗塔·列維-蒙塔爾奇尼 1988 - 格特魯德·B·埃利恩 1995 - 克里斯汀·紐斯林-沃爾哈德 2004 - 琳達·巴克 2008 - 弗朗索瓦絲·巴爾-西諾西 2009 - 伊麗莎白·布萊克本以及卡羅爾·格雷德 2014 - 梅·布萊特·莫索爾 2015 – 屠呦呦 ◆ 多次獲獎者 迄今為止，還沒有人能夠獲得兩次或以上次數的諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。沒準下一個就是你。 ◆ 死后才獲得諾貝爾生理學或醫(yī)學獎的獲獎者 歷屆諾貝爾生理學或醫(yī)學獎的主中，沒有人是在死后才獲獎的。從1974 年開始，諾貝爾基金會章程已經明確表示，諾貝爾獎不能頒布給已經過世的科學工作者，而在宣布獲獎后獲獎人才去世的情況不在其列。 在 1974 年之前，諾貝爾獎頒發(fā)給已故科學工作者的案例也只有兩例：1961 年諾貝爾和平獎得主（Dag Hammarskj?ld）達格·哈馬舍爾德以及 1931 年諾貝爾文學獎得主埃利克·阿克塞爾·卡爾費爾德（Erik AxelKarlfeldt）。
圖丨 2011 年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎得主拉爾夫·斯坦曼（Ralph Steinman） 而在 2011 年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎的一份官方聲明中表示，一位諾貝爾生理學或醫(yī)學獎得主拉爾夫·斯坦曼（Ralph Steinman，如上圖）在獲獎前三天已經去世。但是，諾貝爾生理學或醫(yī)學獎評審委員會還是決定將獎項頒發(fā)給他，因為在瑞典卡羅林斯卡研究所召開的諾貝爾大會上，委員會頒布獎項的時候并不知道斯坦曼教授已經離世。 ◆ 諾貝爾生理學或醫(yī)學獎獲獎者的家庭樹 科學伉儷：
圖丨1947 年的諾貝爾生理學或醫(yī)學獎得主卡爾·科里和格蒂·科里夫婦 卡爾·科里和格蒂·科里夫婦（Gerty Cori and Carl Cori，如上圖）因發(fā)現糖原的催化轉化原因同時獲得1947年的諾貝爾生理學或醫(yī)學獎；
圖丨2014 年的諾貝爾生理學或醫(yī)學獎得主梅·布萊特·莫索爾和愛德華·莫索爾夫婦 梅·布萊特·莫索爾和愛德華·莫索爾夫婦（May-Britt Moser and Edvard I. Moser）因發(fā)現構成大腦定位系統(tǒng)的細胞同時獲得 2014 年的諾貝爾生理學或醫(yī)學獎； 父子兵：
圖丨漢斯·馮·奧伊勒-切爾平（左）和烏爾夫·馮·奧伊勒-切爾平（右） 漢斯·馮·奧伊勒-切爾平（Hans von Euler-Chelpin，化學獎）和烏爾夫·馮·奧伊勒-切爾平（Ulf vonEuler，醫(yī)學獎）；
圖丨阿瑟·科恩伯格（左）和羅杰·科恩伯格（右） 阿瑟·科恩伯格（ArthurKornberg，醫(yī)學獎）和羅杰·科恩伯格（Roger D. Kornberg，化學獎）； 龍兄虎弟：
圖丨簡·丁伯根（左）和尼克拉斯·丁伯根（右） 簡·丁伯根（Jan Tinbergen，經濟學獎）和尼克拉斯·丁伯根（Nikolaas Tinbergen，醫(yī)學獎）； ◆ 強制放棄諾貝爾生理學或醫(yī)學獎
圖丨1939 年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎得主格哈德·多馬克（放棄） 只有一屆諾貝爾生理學或醫(yī)學獎被獲獎者所在國當權者強制要求放棄領獎。二戰(zhàn)期間，阿道夫·希特勒駁回三位德國科學家接受諾貝爾獎的請求，其中就有 1939 年的諾貝爾生理學或醫(yī)學獎得主格哈德·多馬克（如上圖）。 另外兩位科學家分別是 1938 年諾貝爾化學獎得主理查德·庫恩以及 1939 年諾貝爾化學獎得主阿道夫·布特南特。不過，他們之后還是接收了諾貝爾獎證書和獎章，沒有獎金。 ◆ 獲獎者以及他們的專業(yè)領域 獲獎者涉足領域最普遍的是基因科學，共有 48 位科學家獲獎。 ◆ 獲獎者的無間合作
科學研究往往不是一個人的事情，偉大的發(fā)現更需要科學家之間無間的合作，就像多名諾貝爾獲獎者之間都保持著長期的合作關系：
◆ 諾貝爾生理學或醫(yī)學獎的提名 在提名數據庫中，你可以發(fā)現很多有意思的事情，比如說，奧地利神經學者西格蒙德·佛洛伊德（1856-1939，如下圖），同時也是精神分析學界的奠基者，曾經先后32次被提名諾貝爾生理學或醫(yī)學獎，卻從來沒有獲獎。
圖丨奧地利神經學者西格蒙德·佛洛伊德 1929 年，一位專家進入了諾貝爾生理學或醫(yī)學獎評審委員會中，他表示佛洛伊德的工作沒有進一步研討的必要，因為他覺得這樣的工作沒有科學價值。也許佛洛伊德的工作就是這樣不被諾貝爾生理學或醫(yī)學獎評審委員會所接受。在 1936 年，佛洛伊德甚至被提名諾貝爾文學獎，提名者是他的相識，諾獎得主羅曼·羅蘭。 諾貝爾獎的提名數據被塵封了 50 年之久，才展現在世人面前。 ◆ 諾貝爾生理學或醫(yī)學獎獎章
諾貝爾生理學或醫(yī)學獎獎章是由瑞典雕塑和雕刻藝術家埃里克·林德伯格設計，圖案描繪了一位醫(yī)學天才正伸出手用碗收集從石縫中流出的水，嘗試給懷中罹患疾病的少女解渴的畫面。 ◆ 諾貝爾生理學或醫(yī)學獎證書 諾貝爾生理學或醫(yī)學獎證書十分精美，可以說每一本證書都是一件藝術品。它們都是由瑞典或者挪威最頂尖的藝術家和書法家制作而成。 ◆ 諾貝爾生理學或醫(yī)學獎獎金
阿爾弗雷德·諾貝爾用他大部分的資產——超過3100萬瑞典克朗（折合現在17億200萬瑞典克朗）——成立一個基金會，將基金所產生的利息每年獎給在前一年中為人類作出杰出貢獻的人，以表彰那些對社會做出卓越貢獻，或做出杰出研究、發(fā)明以及實驗的人士。 ◆ 單詞“Laureates（獲獎者）”的來源
圖丨屠呦呦獲獎 單詞“Laureate（獲獎者）”本義是戴著桂冠的人。在希臘神學中，阿波羅就是這樣一個戴著桂冠出場的人。桂冠則是由月桂樹（拉丁語：Laurusnobilis）的枝條和樹葉編織成的圓形王冠。在古希臘，桂冠一般授予體育競技的勝利者或是文學領域的佼佼者，是榮譽的象征。 -End- 科技英語直播上線 | 跟著《麻省理工科技評論》每天學習科技英語！ |
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