發現控制周期基因機制 分析晝夜作息規律 美3學者破解生理時鐘黑盒

作息有時是健康之道。美國三名科學家發現控制生理時鐘（circadian rhythm）分子機制，解釋晝夜作息規律背後的運作，令外界關注睡眠時間和燈光環境等影響，榮獲本年諾貝爾醫學獎。

瑞典卡羅琳醫學院昨宣佈，三名得主為霍爾（Jeffrey Hall）、羅斯巴什（Michael Rosbash）和揚格（Michael Young），三人將平分900萬瑞典克朗（861萬港元）獎金。三人是2013年邵逸夫生命科學與醫學獎得主，曾在中文大學演講。諾貝爾獎評審在聲明中指，地球上所有生物都適應地球自轉，花朵晝開夜合，人類在夜間出現睡意，科學家早在18世紀就發現，除了日照因素，生物體內是有生理時鐘，主宰睡眠和飲食模式，以至荷爾蒙和體溫變化的節奏，但一直未知這個內建的時鐘是如何運作。

直到1970年代，科學家發現果蠅控制生物時鐘的基因，稱之為周期基因（period gene）。同屬布蘭戴斯大學的霍爾和羅斯巴什，與洛克菲勒大學的揚格，1984年分別成功隔離出周期基因，霍爾和羅斯巴什發現由周期基因轉錄產生的PER蛋白會在夜間累積，在日間解降，形成24小時周期。

兩人提出這種周期性機制之所以形成，是因為PER蛋白有機制阻斷周期基因激活，令PER蛋白數目累積到一定水平後回落，周期基因之後重新激活，周而復始。揚格1994年為此提供重要拼圖，發現另一條生物時鐘基因轉錄產生的TIM蛋白，跟PER蛋白結合後可走回細胞核，阻斷周期基因激活。三人在這框架下發現更多與生理時鐘有關的基因、蛋白機制，如光線如何令生理時鐘同步。

助研不配合生理時鐘影響

英國醫學研究委員會科學家黑斯廷斯（Michael Hastings）表示：「過去生理時鐘被視為黑盒，我們不知它是如何運作。他們找出令時鐘運作的基因，當找到基因，這研究範疇就可隨心所欲發展。」

評審指出，生理時鐘對健康影響深遠，當外在環境和內在生理時鐘不同步，如短時內穿越多個時區產生的「時差反應」，適應前會令人渾身不妥。其他研究指出當作息節奏長期跟生理時鐘不配合，是會增加患癌症、神經性退化疾病、新陳代謝失調和炎症等疾病的風險。

評審之一赫格（Christer Hoog）表示：「我們對於不跟從自己時鐘的影響，知得越來越多。如果你一直不跟自己的鐘，會有甚麼後果？醫學研究正跟進這方面。」

美聯社/法新社/路透社/諾貝爾獎官網

霍爾Jeffrey Hall

專攻遺傳學研黑腹果蠅

72歲的霍爾是美國頂尖的遺傳生物學家，大學時原本打算學醫，但經過遺傳學家艾夫斯（Philip Ives）啟蒙後，對生物學出現濃厚的興趣，於是進入研究院專攻遺傳學，他畢生致力研究黑腹果蠅的生理結構和行為。

1984年，霍爾同羅斯巴什（Michael Rosbash）破解了果蠅的基因內藏調節日夜規律的生物鐘，聲名大噪。過去，科學界對生物在日夜行為變化的研究，主要圍繞著器官和組織方向進行，霍爾的研究成果既拓闊了科學家的視野，亦把遺傳學地位提升到新的台階。他昨日得知獲獎後，最初還以為是惡作劇，「感覺難以置信」。

羅斯巴什Michael Rosbash

自謙「站在巨人肩上」

73歲的羅斯巴什昨凌晨5時被道賀電話吵醒，他說：「固網電話在1小時內響不停，原因通常是有死訊，我至今仍有點不知所措。」

對於得獎感受，羅斯巴什更稱要感謝他的研究對象：果蠅。不過，羅補充說：「我不過是站在巨人的肩膊上，這個獎項對我實在是受之有愧。」謙虛的羅斯巴什是美國出名的生物化學專家，幼年喪父，寒窗苦讀才取得今日的成就。他在布蘭迪斯大學做研究時認識霍爾，二人因興趣、運動嗜好和政治立場相近而成為好朋友，但羅斯巴什謙稱跟霍爾合作之所以取得成功，全賴揚格早期對果蠅基因的獨立研究奠下良好基礎。

揚格 Michael Young

科研成果供競爭對手

68歲的揚格是美國國家科學院院、著名遺傳學家、洛克菲勒大學副校長，他自幼熱愛科學，大學師承遺傳學專家賈德（Burke Judd）。

在上世紀80年代初，為了觀察基因對果蠅日夜飛行的影響，他和助手在實驗室，4日4夜輪流注視果蠅行為，那時電腦和錄影還未普及，他便用紅筆在圖紙上畫紅線記錄，對科研的熱誠毋庸置疑。據霍爾回憶，他跟羅斯巴什的研究小組跟揚格的研究小組，在90年代處於既競爭又合作關係，但霍爾團隊要借用揚格發現的生物鐘基因蛋白抗體時，揚格二話不說就送去，用行動去表明科學家獨佔科研材料、為競爭保密的愚昧時代已過去。

香港 蘋果日報

研生理時鐘　美3傑獲諾貝爾醫學獎

本年度諾貝爾獎周一起陸續揭曉，瑞典卡羅琳醫學院周一（2日）宣布，2017年諾貝爾生理學或醫學獎授予3名美國科學家——霍爾（Jeffrey Hall，72歲）、羅斯巴什（Michael Rosbash，73歲）和揚格（Michael Young，68歲），表彰他們在研究生理時鐘運行的分子機制方面的成就。

解釋動植物如何調生理節奏

人們過去知道包括人類在內的許多生物都有內在生理時鐘，但對生物鐘的工作原理長期不清楚。過去的人曾認為，是外在的環境維持人類的生理時鐘，例如因為太陽光的照射讓人體甦醒，當太陽下山，身體自然就會想睡覺；或只要有光就不用睡覺、沒光了、沒事做就可以睡覺。可是這無法解釋，為什麼生活在黑暗洞穴中的人，也一樣會有24小時的晝夜生理循環。

評審委員會說，今年獲獎者的研究成果解釋了植物、動物和人類如何調整生理節奏，以符合地球自轉而產生的晝夜變換。這些科學家以果蠅為研究對象，分離出一個能夠控制生物節律的基因，它可以編碼一種在夜間積聚、在白天分解的蛋白質，這種蛋白質在細胞中的數量變化就引起了細胞生物節律的晝夜變化。後來他們又發現了在這一過程中發揮作用的其他幾種蛋白質，從而在分子層面較好地揭示了細胞內生物鐘的工作機制。

生物鐘有重要作用。在一天中的不同時段，人體生物鐘可精準地調節生理機能，包括激素水平、睡眠需求、體溫和新陳代謝等。若外部環境與生物鐘節律暫時不匹配，例如旅行出現時差時，人就會感不適。還有證據表明，當一個人的生活方式與內在生物鐘節律長期不相符時，患上多種疾病的風險會增加。

分享863萬獎金　物理學獎今揭曉

3名獲獎科學家將分享900萬瑞典克朗（約863萬港元）獎金。物理學獎將在今天公布。

香港 明報（新華社/中央社）