杰弗里·霍尔:揭秘生命昼作夜息的规律

正有人日出而作,日落而息;有人习惯白天睡觉,晚上精神抖擞,这种规律是怎么形成的?生物钟到底存不存在,又是什么原理?2017年的诺贝尔生理学或医学奖为我们揭晓了答案—三位美国科学家杰弗里·霍尔、迈克尔·罗斯巴什、迈克尔·扬因发现了控制昼夜节律的分子机制而获得此奖。那他们是如何发现这种奇妙生物规律的呢?今天,笔者将为大家介绍其中的一位科学家—杰弗里·霍尔。     

生命体内的计时器:生物钟

生物钟是生物所具有的一种独特的生理功能,生物个体可借此自动预测时间,并相应地调节各项生理活动的节律.从低等的蓝藻直到包括人在内的哺乳动物.地球上的绝大多数生物体内都存在生物钟,各种生物可通过生物钟来调节体内的生化反应,进而对生理活动进行调节,实现与昼夜节律性变化环境因子的同步化.     

生物钟：基因和环境决定的行为——2017年诺贝尔生理学或医学奖简介

2017年的诺贝尔生理学或医学奖颁给了三位研究果蝇生物钟行为的美国科学家——杰弗里 • 霍尔(Jeffrey C. Hall)、迈克尔 • 罗斯巴什(Michael Rosbash)和迈克尔?杨(Michael W. Young),奖励他们发现了决定生物钟行为的基因和这些基因产物的工作原理。生物钟,也叫生物日节律或昼夜节律(circadianrhythm),是生物以约昼夜24小时为周期的节律性行为。生物钟行为是一个在各种动植物中都普遍存在的自然现象。生物钟基因的发现和对这些基因产物工作原理的揭示对了解生命和生命的运行原理,特别是对基因、行为和环境三者之间的关系有着重要的理论意义,同时也为利用生物钟原理来解决生产活动和健康医疗中的生物学问题奠定了应用基础。     

光照可以调节生物钟

在未来的某一天,乘飞机旅行的人也许能够利用精确的光照疗法来调节他们的体内生物钟,以避免在跨时区高速飞行后产生生理节奏紊乱。目前,科学家们刚开始解开复杂的昼夜节律之迷。3年前,美国的研究人员在一位具有快速生物钟的女子身上发现,仅仅一次光照射便使其昼夜节律循环的许多方面起了变化。     

喷嚏时钟

正大清早突然发作的过敏症状是否该怪罪到鼻子的昼夜节律生物钟头上呢?假如此刻是八月某日的早上七点钟,我几乎敢向你保证,这是我家里一定会发生的情景:我睁开眼,望着卧室窗外枝繁叶茂的夏日景色,开始打出一连串震天响的喷嚏。我通红的眼睛肿胀起来,鼻子开始流下鼻涕,房子随着每次连续40来个的喷嚏而晃动,每次要持续上几分钟,而整个过程会重复上大约一小时。医生常常会从患有过敏性鼻炎的病人那儿听     

你知道狗在想什么吗?

心理学研究发现,狗也会产生与人类类似的喜怒情绪,狗还喜欢看高清电视,会做梦,甚至还会微笑。如果注意观察,还会发现摇头摆尾是它们特有的身体语言……那么,当你的宠物小狗陪伴你时,你知道它在想什么吗?当你的宠物小狗陪伴着你,酣卧在你的身边时,你可能会想:它会做梦吗?会梦见我吗?它会为在厨房里偷吃了我的晚餐而感到内疚吗?它在对着人狂吠时是想要说什么吗?它喜欢看电视吗……     

人体生物钟的位置

鸡鸣晨起,日落而歇。人类的生理节奏与外界的周期变化,特别是昼夜周期是同步的。因此生理学家相信人体内有一个“生物钟”在控制每个人生理活动的时间节奏。这个钟当然不是石英钟,更不是机械钟,应该是某一个生物组织。它在哪里呢?最近,美国哈佛大学、塔夫茨大学和马萨诸塞州医院的三位科学家在解剖了新鲜人脑组织后证实,视交叉上核是体内唯一的生物钟结构组织,从而确定了生物钟的确切位置。 那么生物钟的“发条”在哪儿呢?现在科学家一致公认,重量仅0.1～0.2克、藏在大脑两叶间深处的松果体是生物钟的直接操纵者。松果你是通过分泌一种叫“褪黑色素”的激素来控制生物钟活动的。黑暗时,褪黑色素分泌增加;而光亮会抑制褪黑色素的分泌。通过这种亮暗周期有规律的变化,褪黑色素就向中枢神经系统,特别是视交叉上核发出调节时间的信号,再由视交叉上核决定何时使人睡眠,何时使     

照亮健康

正很多人长期待在光照不足的室内,这会对健康造成什么影响?夜间人工光照会对人体产生什么危害?在丹麦一座小岛上,一座座玻璃屋迎来住客。12名志愿者要在这些名为"光子空间"的全透明房屋中住3天,体验自然光照下的24小时昼夜循环。这次玻璃小屋之旅是一个实验项目的一部分,科学家希望通过一系列实验探讨光照和昼夜节律之间的关系。在漫长的演化过程中,地球上的生物适应了每天光暗交替的昼夜循环。     

美科学家探寻短伽马射线暴起源

谁也没有料到伽马射线暴这个“冷战”时期的意外发现,会成为随后天文学和物理学的大热门课题。伽马射线暴一直被认为是伴随着黑洞诞生而响彻宇宙的哭声,是宇宙中最令人迷惑的现象之一。伽马射线暴从哪里来?它会对人类产生什么影响?研究它是否可以探索宇宙的起源?在第36届世界空     

细菌可以辨别时间

人类有生物钟,其他动物和植物也有生物钟.有研究显示,细菌也有生物钟.这项研究回答了一个长期存在的生物学问题,并可能对给药的时间、生物技术以及如何制定适时的作物保育方案产生影响.     

人吃三餐的奥秘

通常吃饭总是分早晨、中午、晚上三餐进食。一到进餐时刻,消化酶的活性就会增高。仔细想起来,这是很奇怪的。在我们人体中,到底是什么东西在起作用并且安排得这样巧妙呢?据观察,实验室里的老鼠,尽管任何时候都有食物摆在面前,但仍然是一日只出现三次摄食高峰,虽然老鼠和人不一样,是在夜间吃食的。这表明夜行动物在夜间进食,昼行动物在昼间进食,明暗的节奏对进食产生着影响。现在都知道,人体内有一座知道昼夜交替并按其节奏来安排各种活动和新陈代谢的生物钟,人们就是在这座钟的支配下睡眠、活动、吃饭的。这种钟在老鼠体内也有,它位于鼠脑的视叉上核处。实验室里的老鼠在通常情况下,夜间的进食量为90%,昼间只有10%。但如果把它的视叉上核——生物钟弄坏,由于进食的节奏破坏了,便出现昼间、夜间进食量各占一半的情     

当超级大地震袭来时

如果卡斯卡迪亚断层曾发生过超级大地震,靠么,它会卷土重来吗? 科学家相信,孕育-个8级以上的板块大地震大约需要400年至500年的时间.如果卡斯卡迪亚断层曾发生过超级大地震,终有一天它还会卷土重来.那么下一次它会在什么地方、什么时间发生?威力有多大?会造成多大的破坏?     

我为科幻狂

也许你曾为《环游地球80天》而废寝忘食,也许你会为《蜘蛛侠》的上映而激动不已,那么你是否想过,是什么东西产生如此大的魔力呢?我可以肯定地说,是科幻。也许你口中常常会有这个词的出现,可是你到底了解它多少呢?别歪着脑袋想了,跟着我来,也许你会觉得豁然开朗!     

哺乳动物生物钟同步化的研究进展

生物钟对于生物机体的生存与环境适应有重要的意义.机体的生物钟与外部环境同步,核心生物钟与外周生物钟同步,是机体拥有最佳的环境适应能力的重要因素.近年来,随着生物钟分子环路知识的进一步完善,新的感光色素和细胞的发现,多层次的生物钟系统结构的清晰,人们对生物钟同步化机理的理解愈发深入.本文首先回顾了生理学水平上对同步化的解释,重点总结了近年来哺乳动物生物钟同步化的研究进展,主要介绍了光照和进食两种重要的授时因子对机体及各组织的生物钟进行同步化,讨论了机体去同步化引起的健康问题,并对未来的研究方向进行了展望.本文为进一步研究生物钟同步化的分子机制提供了基础资料,并期待人们重视自身生物钟与外部环境的一致性对健康的重要性.     

植物中的曲线

在浩瀚的植物王国中,千奇百怪的植物形态不禁会引发我们的联想:为什么会有这么多变幻无穷的形态?它们在其生存环境中有何意义?这些形态曲线与几何图形中的曲线又有什么联系与区别? 理论来源于实践.事实上,几何学中的曲线最初都来源于自然界,它是数学家将自然界中一些相类似的形态曲线归纳、分类、抽象后的结果.几何学中有直线、圆、椭圆、抛物线、螺线等等,而植物形态中也有类似的曲线.     

植物的生长方向

植物对周围环境的反应,最奇妙的莫过于它的生长方向,比如从一粒小小的植物种子萌发开始,它就知道根应该往地下生长,而茎干则伸向天空.这是一个极为普通的现象,然而植物为什么会这样呢?它是怎样懂得"上"和"下"的概念呢?又是由什么力量促使它选择根朝下、茎朝上的生长方向呢?怎样解释这种生理机制?     

科学信息

1.北极风暴在北极地区,冬季的风暴有其自身特色,它与热带风暴有无共同点?它的产生与形成的因素是什么?这些引起了气象学家的兴趣。 2.有关真核细胞的探讨对于复杂的复合细胞的生命体来说,真核细胞的出现是至关重要的。但是     

自相残杀的黑洞

黑洞可能是最能激起我们好奇心的宇宙天体,然而,黑洞究竟是什么呢?我们不妨做一个比喻,如果你将一根棒球棒戳在充气垫上,会导致什么结果?它会产生一个波状窝。质量巨大的物体,无论它有豌豆大,有人大,还是有一颗行星那么大,都会像棒球棒弯曲充气垫一样使周围的空间大大被弯曲。一     

衰老与生物钟的老化

任何一个结构确定的组织系统总会发生老化,生物钟即生物的定时系统也不例外。尽管至今对哺乳动物生物钟的结构基础尚未完全清楚,但已认识到它是稳态机制的一部分。生物钟的老化显然会导致稳态机制的破坏,故很可能也是人体衰老的原因之一。研究延缓生物钟老化的对策,对于延缓人体衰老必然有重要的意义。     

2008年美国大选中的“太空”筹码

在绝大多数美国人的心中,太空政策并不是他们最关心的议题.但是对于想入主美国白宫的总统候选人来说,它却是重要的筹码.那么,2008年的美国总统大选对2004年小布什总统的新太空计划会有什么影响?它又会如何影响美国未来空间计划的走向呢?