诺贝尔生理或医学奖-生物节律课件

年诺贝尔生理或医学奖

——生物节律

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云南大学生命科学学院2017级研究生1

2017目录

一、人物简介二、生物节律三、研究历史四、科学背景五、控制昼夜节律的分子机制六、诺奖推手：果蝇七、展望

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一、人物简介

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

二、生物节律

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。

植物生物钟

动物生物钟

人体生物钟

41.节律类型

移栖行为，换毛行为，按生物的行为习性划分

冬眠节律，生殖节律，乃至出生，死亡节律等

节律类型

按周期长短来划分

潮汐节律、月节律、日节律、年节律等

52.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。

6三、研究历史

1971年

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

1984年

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：迈克尔·扬

1994年

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

人物：高桥（JosephSTakahashi）

1994年

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

7四、科学背景

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）

遗传学

生理学

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

在体观察到/脑薄片刺激核团放电，研究哺乳类中枢与外周钟振荡SCN有昼夜调节机制

器的逐级联系机制

分子生物学

使用隆DNA重组技术成功克于生物钟研究的分子生物per基因，进而开启了对学时代

8五、控制昼夜节律的分子机制

基因

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。

period的反馈调控示意图

9基因period的反馈调控示意图

当成了。周期基因激活时，mRNA就生作为PERmRNA蛋白被转运到细胞质中，产生的模板。

PER因的活性此时被阻断。在细胞核中聚集，而周期基

帮助产生成了昼夜节律。阻断反馈机制

，从而形10???基因?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。

的反馈调控示意图

生物钟分子单元简图

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period六、诺奖推手：果蝇

2017果蝇作为模式生物的作用和优点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。

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果蝇-诺贝尔奖

1933年

美国

托马斯·亨特·摩尔根

1946年

美国

1995德国

2004美国

2011年

法国

朱尔斯·霍夫曼

揭示了先2017美国

年

年

年

赫尔曼·约瑟夫·穆勒

克里斯汀·纽斯林·沃尔哈理查德·阿克塞尔和琳杰弗里·霍尔、迈克尔·罗斯德

发现了调控受精卵发育的关键基因。

达·巴克

发现了果蝇在嗅觉巴什以及迈克尔·杨

证明X射发现了基因线突变率提高,同时引起染色体畸变。

在染色体上

功能上有个特定的大脑区域

天性免疫系统的活性作用

发现控制昼夜节律的分子机理

13七、展望

Per蛋白质如何调节基因转录

生物钟与代谢、代谢疾中枢主钟如病的关系及何调节外周其机理

生物节律

钟

产出人类应用的成果eg：主钟的细胞调