美國三學者共享研究成果 發現生理時鐘分子機制 奪諾貝爾醫學獎

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2017年諾貝爾獎「揭曉周」自10月2日起揭開序幕。三名學者霍爾(Jeffrey C. Hall)、羅斯巴什(Michael Rosbash)及邁克爾・揚(Michael W. Young)憑藉其在生理時鐘的研究分享這項殊榮,他們將一同瓜分約875萬港元的獎金。他們三人已在2013年以同一研究成果,獲頒邵逸夫生命科學與醫學獎。

評獎委員會說,人們過去知道,包括人類在內的許多生物都有內在的生物鐘,但其中原理卻長期不清楚。這些科學家以果蠅為研究對象,分離出能夠控制晝夜節律(circadian rhythm)的基因,並在分子層面揭示了相關蛋白質的工作機制。

他們用基因變異果蠅進行一系列實驗,成功分離出一種控制生物正常晝夜節律的基因,它名為period(簡稱PER)。這基因轉譯出名為PER的蛋白質,它在晚上累積、在白天降解。PER蛋白水平在24小時周期內上落,與晝夜節律同步。科學家於是發現控制生理時鐘的基因與蛋白質。

瑞典卡羅琳醫學院(Karolinska Institute)在聲明中指出:「三位科學家的發現,解釋植物、動物及人類如個以其生物節律,適應地球公轉。」聲明指出,生理時鐘調節生物重要的功能如行為、荷爾蒙水平、睡眠、體溫以及新陳代謝。

這個機制有助解釋,為何人在跨越數個時區的長途旅行後會有時差問題、對健康有更廣泛影響,以及增加患上某些疾病的風險。

三名美國學者霍爾(Jeffrey C. Hall)、羅斯巴什(Michael Rosbash)及邁克爾・揚(Michael W. Young)憑藉生理時鐘的研究分享2017年諾貝爾生理學及醫學獎。(路透社)

共享研究資料 發現晝夜節律機制

1984年三名科學家與其團隊先後成功複製PER基因。此後他們在不同方面都有新發現。霍爾、羅斯巴什及邁克爾・揚展開合作,研究的步伐也得以加快。

根據邵逸夫獎網站資料,霍爾與羅斯巴什的組合,以及洛邁克爾・揚,分別複製到果蠅的PER,這個基因若經過變異,就可以改變果蠅的晝夜節律。

這發現帶來了霍爾與羅斯巴什組合的第二個突破。他們硏究果蠅腦內,PER所編碼的信使核糖核酸(mRNA)和蛋白,發現它們的水平呈現晝夜節律性的變動。而且周期基因若產生變異,可以改變這些節律的波動。這些發現為控制生理時鐘的基本機制提供了第一個線索:周期基因的蛋白產物可以按著24小時的周期循環,抑制自身生產的反饋路線。

邁克爾・揚與霍爾及羅斯巴什組合隨後展開研究,揭示更多和生物時鐘機制有關的基因,並就它們的產物如何運作提供詳細資料,還指出怎樣通過PER的mRNA及蛋白的水平控制晝夜節律,以及日光如何重新調整生理時鐘。

卡羅琳醫學院諾貝爾委員會秘者佩爾曼(Thomas Perlmann)指出,羅斯巴什在獲悉自己得獎後第一個反應是沉默,然後就說「你在說笑吧。」圖為身在麻省家中的羅斯巴什得悉喜訊後出外領取日報,喜悅之情溢於言表。(路透社)

在美國洛克菲勒大學(Rockefeller University)任教的邁克爾・揚(Michael W. Young)也是2017年諾貝爾生理學及醫學獎得主之一。他與團隊複製出果蠅的周期基因,這基因能調節牠的生理時鐘。邁克爾其後的研究更揭示出多生理時鐘的相關基因。(美聯社)

2015年得主屠呦呦 醫學獎中國第一人

2016年諾貝爾生理學或醫學獎得主為日本學者大隅良典。他東京工業大學教授,是研究細胞自噬的專家。他憑發現細胞自噬的機制獲獎。

回溯前一年,中國科學家屠呦呦因「中藥和中西藥結合研究提出了青蒿素和雙氫青蒿素的療法」獲獎。2015年與屠呦呦一同分享生理學或醫學獎的,還有愛爾蘭科學家坎貝爾(William Cecil Campbell)及日本科學家大村智因。他們因「發現治療蛔蟲寄生蟲的新療法」同獲該獎。

在諾貝爾百多年的歷史中,生理學或醫學獎曾懸空9年,原因可能是那些年份裡,這一領域可能並沒有足夠重要的發現和突破。在這個情況下,當年獎金也自動順延到下一年。

中國學者屠呦呦以84歲之齡,於2015年獲頒諾貝爾醫學獎。她發明青蒿素和雙氫青蒿素治療瘧疾獲獎,讓貧困地區受惠。她獲獎後內地媒體紛紛報道其「三無經歷」,包括沒有博士學位、沒有院士頭銜、沒有留洋經歷,質疑內地學術家評審制度。(《屠呦呦傳》圖片)

生理學或醫學獎獎章圖案,是醫學之神為生病的少女收集岩石間流出的泉水,供後者解渴。(諾貝爾獎網站)

得主獎金加碼 12月10日頒獎

諾貝爾獎所有獎項得主公布後,諾貝爾獎頒獎典禮及晚宴會在同年12月10日於瑞典首都斯德哥爾摩舉行。屆時瑞典國王卡爾十六世・古斯塔夫(Carl XVI Gustaf)會向各得主頒贈證書、獎章及獎金。

諾貝爾基金會9月25日宣布,調高得獎者獎金至900萬瑞典克朗(約875萬港元),較去年增加100萬克朗(約97萬港元)。

生理學或醫學獎獎章圖案十分有意思,膝上有一本打開的書的醫學之神,在岩石間收集泉水,供身旁有病的少女解渴。獎章上刻有一句拉丁文,大致翻譯為「新的發現使生命更美好」。

諾貝爾獎由生理學及醫學獎揭開序幕,3日頒發物理學獎、4日是化學獎,6日是和平獎,諾貝爾經濟學獎則在下周一(9日)揭曉。文學獎頒獎日期待定,惟根據以往紀錄,它或在化學獎公布後翌日揭曉。

獎項名稱

公布日期(香港時間)

物理學獎

10月3日下午5時45分

化學獎

10月4日下午5時45分

和平獎

10月6日下午5時

經濟學獎

10月9日下午5時45分

文學獎

10月(待定)

(綜合報道)



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