三名美國(guó)科學(xué)家杰弗里·霍爾(Michael Jeffrey C. Hall)、邁克爾·羅斯巴殊(Michael Rosbash)和邁克爾·楊(Michael W. Young)獲得了今年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)，他們發(fā)現(xiàn)了有機(jī)體對(duì)光和黑暗的晝夜節(jié)律反應(yīng)。

晝夜節(jié)律是一個(gè) 24小時(shí)生物鐘，特指植物、動(dòng)物等以 24小時(shí)為周期出現(xiàn)的規(guī)律行為。比如，人類在白天和黑夜就表現(xiàn)出截然不同的行為特征:清醒或睡眠，運(yùn)動(dòng)量改變，血壓、體溫和胰島素分泌發(fā)生變化。

除了晝夜節(jié)律，生物還有其他多種類型的生物節(jié)律行為，比如年輕女性每個(gè)月的生理周期(28天左右)、候鳥(niǎo)每年的遷徙行為等。

只要是在陽(yáng)光下生活的植物、動(dòng)物，幾乎都存在晝夜節(jié)律行為。地球自轉(zhuǎn)造成晨昏交替。在漫長(zhǎng)的進(jìn)化過(guò)程中，生物體為應(yīng)對(duì)日出日落，產(chǎn)生了不同的生存策略，比如晝伏夜出，或晝出夜伏等。

這些“ 24小時(shí)制”的生存策略，在漫長(zhǎng)的進(jìn)化過(guò)程中，已被深深地鐫刻在人類和其他生物的基因中，成為生物鐘。根據(jù)生存策略的不同，很多生物被分為晝行性或夜行性生物。人類是典型的晝行性生物，而小鼠是夜行性動(dòng)物。

生物鐘強(qiáng)大到影響人類幾乎所有的生理活動(dòng)。比如在正常情況下，人們受生物鐘的調(diào)控，在夜間的能量消耗很少，攝食也很少。而一些晝夜節(jié)律紊亂患者，在夜間也大量進(jìn)食，能量過(guò)剩，導(dǎo)致肥胖。晝夜節(jié)律的失常、紊亂，還可能導(dǎo)致患者睡眠障礙、認(rèn)知功能的變化，甚至精神失常。

晝夜節(jié)律行為是最基本的生物學(xué)現(xiàn)象，雖然早已被發(fā)現(xiàn)，但科學(xué)家一直不敢相信這一復(fù)雜的生命活動(dòng)背后，有對(duì)應(yīng)的基因存在，或者受到基因的支配。

直到 1971年，美國(guó)科學(xué)家西摩·本哲(Seymour Benzer)等人發(fā)現(xiàn)果蠅突變體有晝夜節(jié)律異常行為。1984年，在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中，前述三位科學(xué)家?guī)ьI(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)率先找到了第一個(gè)顯著影響生物晝夜節(jié)律的基因--per基因(period)。這一重要發(fā)現(xiàn)鼓舞了更多科學(xué)家投身該領(lǐng)域。

目前，人們?cè)诓溉閯?dòng)物中已發(fā)現(xiàn)十多個(gè)控制晝夜節(jié)律的基因，如 Bmal1、Clock等基因。其中，在人體內(nèi)有三個(gè) per基因(Per1，Per2，Per3)被發(fā)現(xiàn)。晝夜節(jié)律的分子機(jī)制現(xiàn)在已經(jīng)相對(duì)清楚，幾乎所有的相關(guān)基因都已被找到。

三位獲得諾獎(jiǎng)的科學(xué)家雖然率先發(fā)現(xiàn)了 per基因，但他們沒(méi)有解決“包括 per在內(nèi)的生物鐘基因如何調(diào)控細(xì)胞、組織、器官的節(jié)律生理活動(dòng)”的問(wèn)題。

越來(lái)越多調(diào)控晝夜節(jié)律的基因被發(fā)現(xiàn)，但它們?nèi)绾谓邮胀饨缧盘?hào)，以及如何相互配合，還有待研究。已經(jīng)上市的調(diào)控人類晝夜節(jié)律相關(guān)的產(chǎn)品還很少，相關(guān)藥物正在艱難地研發(fā)和測(cè)試中。