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魔力钟挑战诺贝尔

2017-11-30高翔宇

少年博览·小学高年级 2017年11期
关键词:医学奖小白鼠诺贝尔

高翔宇

女士们、先生们:

你们好!

我们都知道,每个人的身体里隐藏着一个有魔力的时钟,它控制着生命的节奏。我们一直在寻找打开这座时钟的钥匙,渴望了解生命密码。今天,我很荣幸地告诉大家,有三位科学家已经帮我们找到了答案,他们是——杰弗里·霍尔、迈克尔·罗斯巴什和迈克尔·杨……

如果你以为这是“诺贝尔生理学或医学奖”的颁奖现场,那你可大错特错了。这只是街头巷尾热议“2017年诺贝尔生理学或医学奖”的一个桥段。

如今,这个奖项实在太火了!因为,今年的获奖内容和我们每一个人都息息相关,这就是我们既熟悉又陌生的——生物钟。

这个奖项对我们最直接的影响是,爸爸妈妈再也不敢让我们熬夜了!

因为——

熬夜会让生物钟紊乱,而生物钟一旦紊乱,对我们的身体会造成各种各样的损害。

以前我们并不知道——

大脑恢复需要1周时间。

肝脏肠胃恢复需要两周时间。

心理损伤恢复则需要更长时间。

这就是“2017年诺贝尔生理学或医学奖”的研究成果吗?

Yes or No?接着往下看!

植物先行者

“生物钟”并不是一个新的研究课题,它早在1792年就已经开始。

那是一个夏天的傍晚,法国天文学家德梅朗发现含羞草已经“睡觉”了,它的叶子合上了,而白天时它的叶子是张开的。

德梅朗很好奇:如果含羞草持续处于黑暗环境中,会产生什么变化?结果他发现,尽管没有日光照射,含羞草的叶子每天仍然保持正常的规律性变化。

显然,植物也能分辨白天和黑夜。德梅朗是发现生物钟的第一人。

后来,其他科学家发现不仅是植物,动物和人类体内也有这样的生物钟,“吃喝拉撒睡”都有定时。

上世纪七十年代,科学家发现了哺乳动物生物钟的大体位置:动物眼睛后面的小丘脑有两个很小的区域,这个区域的神经元连接视网膜,负责对光明和黑暗的周期性反应,让肌体随着白天和夜晚的时间活动或休息,这就是视交叉上核。

视交叉上核只有四分之一颗米粒大小,由大约20000个神经细胞组成,负责向大脑和身体发出信号,控制激素释放、调节体温和食欲。它影响着血压、血糖、睡眠、新陈代谢等各种生理过程和行为方式。

更重要的是,它还控制着10%~43%的基因表达。

“基因表达”听起来有点陌生。简单点讲,其实就是基因的外在表现。比如,美丽基因、健康基因,它们可以决定你是否美丽、是否健康。而今天,科学家发现这些基因有百分之四十的几率可以改变。控制这种改变的“幕后英雄”,就是生物钟。

在生物钟的干预下,美女可以变丑,丑女也有可能变美。男生也不例外哦。

它还可以讓健康变坏,让疾病好转,这取决于你能不能善待自己的生物钟。

发现神奇PER

听起来很神奇?难点也就在这里!

知道了生物钟的大体位置,也知道了生物钟很神奇,但是这个无齿轮、无指针的神奇物件究竟是怎么工作的呢?难道人类对它就束手无策了吗?这就是今年“诺贝尔生理学或医学奖”得主们研究的课题。

通过无数次实验,科学家在果蝇体内成功分离出周期基因物质,他们发现,正是这种物质控制了生物的节律。

这也是迄今为止,生物钟的概念第一次以具体物质形态呈现在人类面前。

接下来,科学家需要研究,周期基因用什么方式工作。

实验发现:周期基因可以编码一种PER蛋白质。夜晚时,PER蛋白质在细胞中开始集聚;到了白天,又开始降解,呈现出一种类似时钟的机制。

研究发现:美国有个家族的人习惯每天3时~4时起床,18时~19时睡觉。这就是PER蛋白质开始降解和集聚的时间,也是它在管理这个家族的睡眠和起床时间。

如果把PER物质注射到小白鼠身上,小白鼠的作息时间会变得和这个家族类似。也就是说,喜欢“睡懒觉”的小白鼠会因此改变习惯,早睡早起。

科学家们还发现,除了作息,PER物质其实有很多兄弟姐妹,有PER1、PER2、PER3……它们分别控制着不同领域。譬如,饮食。实验证明,喜欢夜里暴饮暴食的人就是PER2物质紊乱。

可为什么会出现紊乱呢?

科学家告诉我们,那是因为,总有人喜欢长时间和生物钟“对着干”,该睡觉时不睡觉,该吃饭时不吃饭,我们身体里的生物钟也会为之改变。这个时候,“PER家族”会发生变化,疾病就会随之而来!

肥胖、糖尿病、高血压、高血脂……这些都和生物钟紊乱有很大关联。

除此以外,还有一些因素可以改变生物钟。譬如:光照!

为了证明生物钟变化后的影响,科学家将变化后的PER物质注入小白鼠体内,小白鼠的生物钟随之发生改变。这也是生物钟紊乱会造成影响的直接证据。

你的健康小助手

今天,科学家们想通过对生物钟运行规律的了解,尝试人为控制生物钟,让这个神秘的时钟成为人类健康的小助手。

目前,中国已有近100个实验室在从事相关研究,并取得了卓越的科研成果。

“女士们、先生们,你们好!本次‘诺贝尔生理学或医学奖依旧和生物钟有关,有请中国科学家……”

你,期待这一天吗?endprint

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