諾貝爾生理學或醫(yī)療獎獲獎理由為“發(fā)現(xiàn)控制晝夜節(jié)律的分子機制”。所有生物都有自己的作息規(guī)律：人類晚上出現(xiàn)倦意、貓頭鷹晝伏夜出、花朵白天開放晚間收攏……我們通常稱這些晝夜節(jié)律叫“生物鐘”。雖然這個名詞大家耳熟能詳，但關于其本質(zhì)及運作模式卻讓人捉摸不透。

而杰弗理霍爾(JeffreyCHall)、邁克爾羅斯巴殊(MichaelRosbash)及邁克爾楊(MichaelWYoung)沿著已故西摩本澤(SeymourBenzer)的研究，用三十年時間探索生物鐘奧秘，揭開其神秘面紗，找到了操控晝夜節(jié)律的分子機制。

三位諾獎得主是使用果蠅作為生物模型，分離出了一個控制生物正常晝夜節(jié)律的基因。他們發(fā)現(xiàn)這種基因可以編碼一種蛋白質(zhì)，這種蛋白質(zhì)夜間在細胞內(nèi)聚集，白天降解。他們隨后確定了這個生物鐘的其他蛋白質(zhì)成員，發(fā)現(xiàn)了這個細胞內(nèi)自我維持的鐘表受怎樣的機制控制。

自從三位獲獎者做出這些開拓性的發(fā)現(xiàn)以來，晝夜節(jié)律生物學已經(jīng)發(fā)展成為一個廣泛而高度活躍的研究領域，對我們的健康和幸福有著重要影響。故事開始在1970年的時候，科學家SeymourBenzer和他的學生RonaldKonopka在實驗中發(fā)現(xiàn)了一只睡不好的果蠅：很有個性的白天睡覺，晚上嗡嗡叫。于是SeymourBenzer對這個失眠的果蠅產(chǎn)生了興趣，經(jīng)過進一步的研究發(fā)現(xiàn)：這只與眾不同的果蠅是因為體內(nèi)的一個未知基因的突變從而失去了晝夜節(jié)律。而這個未知的基因，后來被人們叫做：周期基因（periodgene）。這就是一切的開始。所以，請不要放過實驗室里的每個細節(jié)，下一個諾貝爾獎，或許就在你不經(jīng)意間的一個實驗當中出現(xiàn)！（和摩爾根神相似）

在保證精密準確性的前提下，我們機體內(nèi)部的時鐘能夠調(diào)整生理學狀態(tài)適應一天中劇烈變化的不同階段，生物鐘能夠調(diào)節(jié)一些關鍵的機體功能，比如行為、激素水平、睡眠、體溫和代謝機制等，當外部環(huán)境和內(nèi)部生物時鐘之間發(fā)生短暫的不匹配時機體的健康就會受到一定影響，比如，當我們穿越幾個時區(qū)經(jīng)歷所謂的時差綜合征時，當然也有跡象表明，機體內(nèi)部“計時員”介導生活方式和節(jié)律之間的慢性失調(diào)或許與多種疾病發(fā)生的風險直接相關。

機體的內(nèi)部時鐘

很多有機體都會通過調(diào)節(jié)自身不斷適應環(huán)境中所發(fā)生的的改變，在18世紀，天文學者Jean-Jacquesd’OrtousdeMairan就會含羞草進行了研究，他發(fā)現(xiàn)，白天時含羞草會打開葉片，而黃昏時就會關閉葉片，于是他就想知道如果將含羞草置于持續(xù)的黑暗環(huán)境中會發(fā)生什么？結(jié)果發(fā)現(xiàn)，含羞草的葉片并不依賴于日光，其會持續(xù)遵循正常的日間振蕩（dailyoscillation）（圖片1），植物似乎也有著自身的生物鐘。

其他研究人員通過研究也發(fā)現(xiàn)，不僅是植物，動物和人類同樣也有這自身關鍵的生物鐘，生物鐘能夠幫助他們?yōu)橐惶旄鞣N環(huán)境的波動做好準備，這種調(diào)節(jié)適應機制也就指的是晝夜節(jié)律鐘（circadianrhythm），其源于拉丁文中的“circa”意指“圍繞”和“dies”意指“白天”，但是內(nèi)部晝夜節(jié)律生物鐘到底是如何發(fā)揮作用的呢？如今依然是一個謎題！白天時含羞草的葉片會張開，但在黃昏時就會自動關閉（上圖）；天文學者Jean-Jacquesd’OrtousdeMairan將含羞草置于持續(xù)黑暗的環(huán)境中（下圖），結(jié)果發(fā)現(xiàn)，含羞草的葉片會持續(xù)遵循自身正常的晝夜節(jié)律，甚至并不會在白天發(fā)生波動。究竟是什么在其中發(fā)揮作用呢？根據(jù)本次諾獎獲得者的研究來看，控制晝夜節(jié)律的基因有三個，分別為：周期基因（periodgene）、無時間基因（timelessgene）以及雙倍時間基因（doubletimegene）。那么這些基因是如何控制細胞進行24小時的精確晝夜節(jié)律調(diào)控呢？首先登場的是周期基因（periodgene）。周期基因（periodgene）會編碼名為PER的蛋白質(zhì)，這種PER蛋白質(zhì)會在夜晚通過無時間基因（timelessgene）編碼產(chǎn)生的TIM蛋白質(zhì)幫助從細胞質(zhì)轉(zhuǎn)移到細胞核，并在細胞核中堆積，而PER蛋白質(zhì)會在白天降解，這一個堆積降解的過程約為24小時，這就是一天的時間。而這個堆積和降解的過程就對應著人們的白晝和黑夜。而雙倍時間基因（doubletimegene）編碼的DBT蛋白的作用就是減緩PER蛋白的積累，從而可以實現(xiàn)晝夜節(jié)律的精確調(diào)控。如果把控制人晝夜節(jié)律的過程比喻成鎖和鑰匙的話，那么解開這把鎖需要兩把鑰匙，一把名為PER蛋白，由叫周期基因的人把控，另一把叫做TIM蛋白，由無時間基因掌控。而開門的頻率，則由雙倍時間基因（doubletimegene）編碼的DBT蛋白掌控這就是晝夜節(jié)律的大致過程而在這個過程當中：

TIM蛋白和PER蛋白一起綁定后進入細胞核會抑制周期基因（periodgene）的表達；而另一個關鍵的發(fā)現(xiàn)是TIM蛋白可以根據(jù)日照來進行晝夜節(jié)律的調(diào)節(jié)，這就是人們常說的“倒時差”的過程，就是TIM蛋白在起作用。諸如這樣的調(diào)節(jié)性反饋機制就能夠解釋細胞中蛋白水平發(fā)生波動的機制，但仍然存在研究人員無法解釋的問題，到底是什么控制著波動（擺動）的頻率呢？研究者MichaelYoung鑒別出了另外一個關鍵基因—doubletime，其能夠編碼名為DBT的蛋白，該蛋白能夠減緩PER蛋白的積累，這或許就能夠幫助闡明這種晝夜節(jié)律波動是如何被調(diào)節(jié)來精密適應每天24小時循環(huán)的。研究人員模式轉(zhuǎn)變的重磅級發(fā)現(xiàn)建立了生物鐘的關鍵機制及原理，在接下來的時間里研究人員還能夠闡明生物鐘機制中所涉及的其它分子組分，也能解釋生物鐘的穩(wěn)定性及功能；比如，今年的諾貝爾獎得主鑒別出了維持period基因活性的關鍵蛋白以及光同時鐘同步的機制。這個諾獎，對于人類到底有什么用？

首先，治愈某些遺傳性疾病。在人類的遺傳性疾病中，有一種疾病叫做“睡眠時相前移綜合癥”(Advancedsleepphasedisorder，ASPD)，有這種遺傳病的患者的睡眠期間會前移，大約在晚上6點到8點入睡，凌晨3點醒來。而根據(jù)2001年的一項研究：ASPD致病機理是患者的hPer2（period基因的同源物）發(fā)生了基因突變，從而使得DBT蛋白無法正常的修飾降解PER蛋白。而當我們揭開晝夜節(jié)律的分子機制的面紗，我們對于這一類遺傳疾病就可以有更好的治療手段。其次，治愈失眠。隨著現(xiàn)代人各種方面的壓力倍增，人們的失眠情況越來越嚴重。而一旦當分子機制的結(jié)構(gòu)被我們完整的剖析出來，這一類型治愈失眠的藥物或者說技術(shù)將會被不斷地開發(fā)出來，而這一切都是建立在我們已知睡眠節(jié)律調(diào)控過程的基礎上。第三，揭示熬夜危害。每個人的身體都