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诺贝尔奖2017生理医学生物钟生物节律给中医指明方向
Reading today's 2017 Nobel laureates in physiology/medicine (Ref. 1, 2,3 ) brought me back-tracking almost 25 years ago in New York City.
You didn't know what you missed until very late in your career. You go by instinct at spatiotemporal situation. I didn't see it's coming back in 1993 when Michael Young offered me a position at his Rockefeller University National Lab of Timing - I remember everything was fine except he didn't want me to go for mammalian system but sticker only with Drosophila. His amazing cheerful smile still vividly appears in front of me - what a nice fellow! He's been so prompted at responding to e-mail, very impressive, given his position as VP Rockefeller University and many other responsibilities worldwide.
I didn't have patience in those years as I's strong-headed for my freedom to choose - mammalian systems only direction. In reality, Drosophila led principles can be later used for patients (Ref. 3). This Cell paper can help TCM figure out such as "Circadian Reprogramming in the Liver Identifies Metabolic Pathways of Aging" -
Western medicine uses the term “circadian rhythms” to describe these asleep patterns. Chinese Medicine uses the theory of the Chinese clock to describe a similar set of biological clock timing for different organs (activity). For example,
The Traditional Chinese (TCM) medicine has discovered that the liver is most active between 1-3am. The liver's daily programming assumes an early dinner and bedtime.
Traditional Chinese Organ Body Clock - Forever Conscious
Circadian Rhythms Influence Treatment Effects - The Scientist Magazine
Apr 1, 2017 - But timing flu vaccine delivery would be straightforward to implement. ... notice of
the body's internal rhythms, timed therapies are still the exception to the rule. .... are revealing that timing medications to the body's internal clock ...
** Ref. 1 段云峰 **
解读2017生理医学奖：三个基因，三个人 
精选
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2017 诺贝尔生理或医学奖评选结果揭晓！诺贝尔委员会宣布，将此奖项颁发给美国遗传学家杰弗里·霍尔（Jeffrey C. Hall）、迈克尔·罗斯巴什（Michael Rosbash）和迈克尔·杨（ Michael W. Young）。
生物钟在一天之中的不同时段，对我们的生理功能进行着非常精准的调节，例如摄食行为、激素水平、睡眠情况、体温，以及新陈代谢等。现在，这一过程的分子机制基本搞清楚了，主要是三个基因和发现他们的三位科学家。
决定生物钟的三个基因
1，PER蛋白基因：period----自我反馈调节
1984 年，霍尔和 罗斯巴什（波士顿的布兰迪斯大学）和洛克菲洛大学的 迈克尔·杨成功地分离出了 period 基因。他们把这个基因编码的蛋白其名为“PER”。他们发现，在晚上 ，PER 蛋白会在果蝇体内积累，到了白天又会被分解。并且发现 PER蛋白 的浓度会循环震荡，周期为 24 小时，和昼夜节律相同。他们猜测PER 蛋白可以让 period 基因失去活性。也就是PER蛋白 和 period 基因之间形成了一个抑制反馈的环路，PER蛋白 可以抑制基因合成自己，这样就形成了一个连续循环的完整节律。当period基因有活性的时候，可以合成period mRNA，然后进入细胞质后开始合成PER蛋白。PER蛋白又会进入细胞核，逐渐积累，抑制period的活性。period基因经过了一个完整的24小时周期，就形成了一个抑制性的反馈机制，形成了昼夜节律（见下图）。
period基因反馈条件的简单示意图
2， TIM蛋白基因：timeless----辅助PER蛋白工作
1994 年，洛克菲洛大学的 迈克尔·杨 发现了第二个节律基因：timeless。之前虽然已经发现PER 蛋白的功能，有一个关键环节是从细胞质进入细胞核才能抑制 period 基因。但是它是如何进入细胞核的呢？实际上Timeless 可以编码 TIM蛋白，可以帮助PER进入细胞核。迈克尔·杨做了一个漂亮的实验，发现 TIM 会结合到 PER 上，然后两个蛋白可以一起进入细胞核，并且在那里抑制 period 基因的活性（如下图）。
参与调节节律钟的分子的简单示意图
3，DBT 蛋白基因：doubletime----精确计时
上面两个基因解释了为什么会出现周期震荡，但是这种震荡的频率周期为什么是24 小时呢？这时候，洛克菲洛大学的 迈克尔·杨又发现了一个基因： doubletime，这个基因可以编码 DBT 蛋白。DBT 蛋白可以延迟 PER 蛋白的积累，这解释了为什么震荡的周期为什么会稳定在 24 小时左右。
精准的生物钟
实际上控制生物节律的分子机制要复杂的多。在随后的几年里，他们三人还发现了其他一些蛋白可以维持period的活性，以及外界的光如何调节生物钟。所有的多细胞生物，包括人类，都是使用同一个相似的机制来调节生理节奏。生物钟能调节我们大部分的基因，并且最终这个生物钟能使我们的生理情况适应一天中不同时段。正是这些分子调控这人们一天的节律。
三位杰出的科学家
杰弗里·霍尔（Jeffrey C. Hall）
1945 年 3 月 3 日生于纽约布鲁克林，美国遗传学家。于 1971 年获得西雅图华盛顿大学遗传学博士学位，于 1974 年成为布兰迪斯大学教员。霍尔于 2001 年被选入美国文理科学院，2003 年被选入美国国家科学院并获美国遗传学会勋章。因为 period 基因方面的杰出贡献，他于 2009 年获格鲁伯神经科学奖，2011 年获路易莎·格罗斯·霍维茨奖，2012 年获盖尔德纳国际奖。并于2013 年获得邵逸夫生命科学及医学奖。
迈克尔·罗斯巴什（Michael Rosbash）
1944 年 3 月 7 日生于密苏里州堪萨斯，美国遗传学家。罗斯巴什是布兰代斯大学教授和霍华德·休斯医学研究所的研究员。 2003 年当选为美国国家科学院院士。2013 年获得邵逸夫生命科学及医学奖。
迈克尔·杨（Michael W Young）
1949 年生于佛罗里达州迈阿密，美国遗传学家、美国国家科学院院士。1975 年获得克萨斯大学奥斯汀分校博士学位，1978 年起任洛克菲勒大学教员，后成为该校副校长。2013 年获得邵逸夫生命科学及医学奖。杨之后的研究还揭示了更多生物钟相关基因，以及它们产物的运作情况。
参考资料：
诺贝尔奖官方解读2017生理医学获奖研究：一个自我抑制的分子，如何隐藏了睡觉和清醒的秘密？
http://www.sohu.com/a/195997167_354973
释新闻|2017年诺贝尔生理学或医学奖：生物钟的分子研究
http://news.163.com/17/1002/18/CVOV63RC000187VE.html
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6梅卫平李颖业史晓雷孙学军苏德辰张骥
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** Ref. 2 郭晓强科学网博客
三位科学家缘何分享2017年诺贝尔生理学或医学奖 精选
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2017年诺贝尔生理学或医学奖授予了霍尔（Jeffrey C. Hall）、罗斯巴什（Michael Rosbash）和杨（Michael W. Young），以表彰他们在昼夜节律（circadian rhythm）分子机制方面的发现。
今年诺贝尔生理学或医学奖回归纯基础，这是继前几年神经定位细胞后的又一次。该项研究的基本思路最初以果蝇（催生多位诺贝尔奖）为材料，利用突变体筛选的策略鉴定出与昼夜节律相关的基因，第二步将基因克隆并推测出蛋白，接下来探索这些蛋白作用机制，再最后研究高等动物调控机制（依据保守型），最最最后还要探索这一机制是否与疾病发生相关，以期望能找到药物或干预措施。
三位科学家就是在80年代的做出了开拓性贡献而分享这一荣誉，当然他们成功来源于三个方面，第一是果蝇，简单易操作；第二是本泽尔（Seymour Benzer，分子生物学领域应该对这位大牛耳闻能详，顺反子概念的提出者，果蝇神经生物学先驱，当然也是这项研究不折不扣的先驱）；第三是分子遗传学手段，大量可利用果蝇突变体从而将复杂问题简单化，最终将一个困扰科学多年的重大问题用几个基因简简单单的就搞定了。
http://blog.sciencenet.cn/blog-2742581-1078829.html
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1杨正瓴
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- [2]曾杰
- Seymour Benzer - Michael W. Young - 参见 - 1999年lab.s列表http://www.sysbioeng.com/book/who.html
- [1]杨正瓴
- 您预测对了！
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