2017诺贝尔生理或医学奖-生物节律

2017诺贝尔生理或医学奖--生物节律第一页，共19页。目录一、人物简介二、生物节律三、研究历史五、控制昼夜节律的分子机制四、科学背景六、诺奖推手：果蝇七、展望2第二页，共19页。杰弗里.霍尔(JeffreyC.Hall)美国遗传学家1984年克隆出per基因提出抑制反馈环路学说迈克尔·罗斯巴什（MichaelRosbash）美国遗传学家1984年克隆出per基因提出抑制反馈环路学说迈克尔.杨（MichaelW.Young）美国遗传学家。1984年克隆出per基因1994发现Tim基因随后又发现DBT基因一、人物简介第三页，共19页。植物生物钟动物生物钟生物钟是生物体内的一种无形的“时钟”，实际上是生物体内周而复始的节律。人体生物钟二、生物节律4第四页，共19页。1.节律类型5第五页，共19页。2.生物节律重要性1.生物节律与疾病（1）褪黑素与睡眠的关系使褪黑激素也被视为一种生物时钟。（2）如果人们不按生物时钟作息、生活和工作时，工作效率会很低，而且还会患病。例如，当今的富贵病之一——糖尿病就被发现与生物时钟有关。2.生物节律与生存生物节律是生物体自身不断地适应周围环境的结果，尤其是关系生存和繁殖等重大的事件，如迁徙、觅食、交配、生育等，生物钟能使其做出提前安排。6第六页，共19页。人物：SeymourBenzer和RonaldKonopka突破点：发现per基因人物：杰弗里·霍尔、迈克尔·罗斯巴什、迈克尔·扬突破点：克隆出了Per基因人物：杰弗里·霍尔和迈克尔·罗斯巴什突破点：提出了Per蛋白与Per基因形成了一个抑制反馈的环路假说人物：高桥（JosephSTakahashi）突破点：发现了哺乳动物的生物时钟Clock基因和CKIε蛋白。完整地解释了人和动物的生物钟人物：迈克尔·扬突破点：发现称为Tim基因，解释Per蛋白如何进入细胞核随后又发现了DBT基因，解释周期为24小时1971年1984年1994年1994年三、研究历史7第七页，共19页。四、科学背景遗传学生理学分子生物学解剖学在鸟类大脑中发现松果体而哺乳类动物主钟被认为是SCN（视交叉上核）在体/脑薄片刺激核团放电，观察到SCN有昼夜调节机制研究哺乳类中枢与外周钟振荡器的逐级联系机制通过遗传筛选，果蝇的行为可以用突变单个基因的前馈遗传学来进行研究使用DNA重组技术成功克隆per基因，进而开启了对于生物钟研究的分子生物学时代8第八页，共19页。五、控制昼夜节律的分子机制基因period的反馈调控示意图一个内源性生物钟。含羞草植物的叶片在白天朝向太阳展开，但在黄昏时合拢。将这些植物放置在持续黑暗的环境中，发现叶片仍然保持着它们平时的昼夜节律，即使没有光线变化也是如此。9第九页，共19页。基因period的反馈调控示意图当周期基因激活时，mRNA就生成了。mRNA被转运到细胞质中，作为PER蛋白产生的模板。PER在细胞核中聚集，而周期基因的活性此时被阻断。帮助产生阻断反馈机制，从而形成了昼夜节律。10第十页，共19页。基因period的反馈调控示意图生物钟分子单元简图为了阻断周期基因的活性，PER蛋白需要接触到细胞核。第一种基因timeless，它编码TIM蛋白。第二种基因doubletime，它编码DBT蛋白，能够延迟PER蛋白的聚集。11第十一页，共19页。2017年三位诺贝尔获奖者均运用了“果蝇”。1.果蝇体型小,体长不到半厘米；2.饲养管理容易；3.果蝇繁殖系数高,孵化快；4.果蝇的染色体数目少,仅3对常染色体和1对性染色体,便于分析；5.果蝇的基因和人类基因高度同源。六、诺奖推手：果蝇果蝇作为模式生物的作用和优点:12第十二页，共19页。

果蝇-诺贝尔奖13第十三页，共19页。七、展望14第十四页，共19页。附表：生理学或医学奖时间得主国家得奖原因15第十五页，共19页。附表：生理学或医学奖时间得主国家得奖原因第十