2017年诺贝尔医学奖与基因解码基因检测

     基因解码是人类了解码自身的先进技术。人的基因信息早已写在我们每一个人的基因序列里面，但是解读和理解它们却一直阻碍着人类自身进一步获得身心的自由。任何一个对于人类生命状态的诠释和理解都将对人类自身的发展具有重大意义。2017年诺贝尔医学奖再次授给了在基因解码领域做出重要贡献的科学家，他们是美国遗传学家杰弗里·霍尔（Jeffrey C. Hall）, Michael Rosbash以及 Michael W. Young，以表彰他们发现控制昼夜节律的分子机制。控制昼夜节律的分子机制也就是人体内的分子钟机制，它是人体按照自然节律进行生命活动的内在生物机制。佳学基因为您解读2017年诺贝尔医学奖的重大意义。

     杰弗里·霍尔（Jeffrey C. Hall），1945年生于美国纽约。他于1971年获得美国西雅图华盛顿大学遗传学博士学位，于1974年成为布兰代斯大学教员。于2013年获得邵逸夫生命科学及医学奖。1984年他和迈克尔·罗斯巴什的研究小组以果蝇为模型，研究生命活动中的周期现象，克隆了果蝇的周期基因，这个基因能够调节果蝇的生物钟。他们还揭示出该基因所编码的信使核糖核酸和蛋白质含量随昼夜节律而变化，是国际著名遗传学家、基因信息学家。

    迈克尔·罗斯巴什（Michael Rosbash），1944年生于美国堪萨斯城。罗斯巴什是美国布兰代斯大学教授和霍华德·休斯医学研究所的研究员。1984年他和杰弗里·霍尔的研究小组克隆了果蝇的周期基因，1990年提出了生物钟的转录翻译负反馈回路的概念。1998年，在果蝇中，他们发现了周期基因、时钟基因。2003年，罗斯巴什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，国际著名的遗传学家、基因信息学家。

     迈克尔·杨（Michael W Young），1949年生于美国迈阿密，1975年获美国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。1984年他的团队克隆出果蝇的周期基因，这个基因能够调节果蝇的生物钟。他之后的研究还揭示了更多生物钟相关基因，以及这些基因编码的蛋白质的功能。成为国际著名遗传学家，基因信息学家、美国国家科学院院士。

     生物节律或者是生物钟的作用使得人们有着良好的习惯，但是在没有基因解码的情况上，人们普遍认为这是一个教育、学习和习惯养成的结果。但是基因解码的结果表明，这实际上是由人体内一列列的基因共同作用的结查。

     生物周期基因及其编码蛋白的研究一个方面可以揭示了生命活动的周期性现象的内在机制，它是人体健康因素的重要影响因素。另一个方面，也揭示了长期的自然环境如何通过影响人体的基因结构而将自然环境内化为人体结构的一部分，使得人类成为与所生活的环境相和谐的天然机制。

    基因解码研究人员发现，在一天中的某些时段我们更容易受到生物钟基因所调节的某一方面的活动的影响。这使得人们的生理活动适应于每一天的环境变化，以便于人们更好地进行休息、进食、通过激素分泌，调节血压以更好地生存。

    基因解码研究人员发现，在一天中的某些时段我们更容易受到病毒感染，因为人体生物钟能够影响病毒的复制和扩散。经常倒夜班会扰乱生物钟，使人更容易出现健康问题。病毒进入机体之后，会抢夺我们的细胞资源帮助自己生长和繁殖。细胞资源在一天中也存在着波动，这种波动与我们的昼夜节律和生物钟有关。生物钟根据地球的24小时昼夜周期，调节生物的行为和各项生理活性。生物钟受到干扰会引发心血管疾病、肥胖症、二型糖尿病等代谢疾病。这些现象是佳学基因解码的重要领域之一。

     生物钟和昼夜节律决定着我们的睡眠模式、体温变化、免疫系统和激素分泌，而这些周期性变化受到一些关键基因的控制，比如Bmal1 和Clock。对这些基因的研究是以2017年的诺贝尔奖获得者的开创新研究为基础的。

     如果用小鼠来研究生物钟的影响，小鼠有12小时生活在白天、12小时在黑夜的可控环境中，白天它们进入休息阶段，夜晚是它们的活跃阶段。研究人员在不同时段用疱疹病毒感染正常的小鼠，随后评估病毒感染和扩散的水平。研究显示，黎明时段（休息阶段）受感染小鼠比十小时后受感染小鼠（活跃阶段）的病毒复制水平高十倍。随后在缺乏Bmal1（生物钟周期蛋白编码基因）的小鼠中重复上述实验，发现不论何时被感染，小鼠体内的病毒复制水平都很高。这说明当一个人的生物钟基因出突变时，一个人更容易受到感染，会导致严重得多的急性疾病。佳学基因解码专家黄家学博士介绍说。

     研究人员用病毒感染体外培养的细胞，从中也发现了类似的现象，尽管这些细胞并没有受到免疫系统的影响，说明细胞受病毒感染的的周期节律并不是免疫系统的周期节律引起的。周期蛋白编码基因发生突变的细胞的昼夜节律可以增加疱疹和甲型流感病毒造成的感染。甲型流感病毒与疱疹病毒是完全不同类型的病毒，其感染和复制方式大相径庭。周期节律蛋白正常功能的发挥有利于正常免疫系统功能的发挥。

     机体所有细胞都有自己的生物钟。基因解码结果表明，这种生物钟能够影响人体对免疫力，增强病毒的复制水平。如果细胞或小鼠的生物钟遭到破坏，感染时间就变得不再重要，病毒会一直高水平复制。由此可见，因为倒夜班而生物钟紊乱的人更容易受到病毒感染。

     Bmal1的活性不仅存在每日波动还会出现季节波动，在冬季活性较低，在夏季活性较高。可能正是因为这个原因，像流感这样的传染病在冬季更容易大规模传播。研究人员还在体外培养的细胞中发现，疱疹病毒能够操纵控制昼夜节律的“发条装置”，帮助自身发展。正是由于生物钟在防御病原体入侵中起到的作用，通过基因解码分析调控生物钟的基因序列，可以发现个性化免疫力强弱的原因，并设计个性化的治疗方案。黄家学教授补充到。

     生物钟基因的研究还可以揭示人类的基因功能的变化是如何同环境条件相伴而生的。很多基因的功能和对疾病的影响被理解为环境的影响，也可以从生物周期的基因的形成而得到启发。“很多环境的作用已经内化为基因的内在功能了”，黄家学博士介绍说。为了适应地球自转引起的昼夜改变，地球生物会通过生物钟调控自己的活动。生物钟周期与地球自转周期相符，大约是24小时。生物周期蛋白通过参与大脑的视交叉上核的生物功能而发挥作用。当昼夜节律被破坏时大脑的视交叉上核（SCN）会干扰学习和记忆能力。佳学基因通过这种机制解码生物周期蛋白对人的学习能力的影响。人的学习能力是佳学基因天赋基因解码的重要评估指标。

 

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