諾貝爾生理醫學獎3得主揭密人體生理時鐘

2017年諾貝爾獎揭曉的第一個獎項「生理學或醫學獎」,由美國3位科學家霍爾(Jeffrey C. Hall)、羅斯巴什(Michael Rosbash)與楊恩(Michael W.Young)獲得。他們以發現控制「晝夜節律」(circadian rhythm,一般稱為「生理時鐘」)的分子機制得獎,該研究解釋了生命體如何自行調整生理時鐘,達至與地球公轉同步。

瑞典首都斯德哥爾摩卡洛林斯卡學院「諾貝爾委員會」指出,霍爾、羅斯巴什與楊恩這3位科學家的研究,使世人得以一窺生理時鐘的堂奧,並瞭解其內在運作機制。3位諾貝爾桂冠新得主目前都是美國國家科學院院士,以果蠅作為研究對象,成功分離出負責運作生理時鐘的基因。

他們在1984年取得研究的重大突破,是他們發現若改變果蠅體內一組特定基因,其晝夜節律會隨之改變,故將該組基因命名為周期基因(period gene),此一發現揭示了生理時鐘是由遺傳基因決定,並於2013年共同榮獲邵逸夫生命科學及醫學獎。

台北醫學大學附設醫院睡眠中心主治醫師李信謙指出,此項研究一開始是在果蠅體內發現基因轉譯成蛋白質後,發現蛋白質會有固定的生理節律。人類基因雖較複雜,但這套分子機制一樣適用人類生理時鐘的調控,進而發現人類的蛋白質,會在24小時內產出和消解,此正好解釋了人類的日夜周期,並非受到日、夜等外界因素影響,而是人類先天有「內建」的生理時鐘。

英國遺傳學家納斯(Paul Nurse)爵士則提到:「世上萬物皆依賴陽光,它們的行為也受到日夜交替影響。生理時鐘植入我們身體的機制內,植入我們的代謝系統內,它是我們了解生命體的真正核心特徵。」當人們愈來愈意識到,生理時鐘有機會影響人類健康,此項研究成果將更有可能影響治病的效果。

因此該項證實人體有內建的「生理時鐘」的研究成果,有助治療因生理時鐘失調引致的疾病,成為後續生物節律學與睡眠醫學的研究基石,更可延伸至失智症、神經退化、呼吸道等疾病的及早介入治療,科學家更推論甚至有機會讓太空旅行成真。

對此,彰化秀傳醫院神經內科主治醫師、秀傳睡眠中心主任詹博棋說明,霍爾3人的研究將人類過去只能從睡眠周期的表現做研究,突破到基因的層次推翻了過去的觀點,指出有的人較適合日夜顛倒,或不需要睡太多,其實都是天生,受基因轉譯蛋白質所主宰,而非受到環境改變而影響。

由於今年起,諾貝爾獎獎金由以前的800萬瑞典克朗,提高至900萬瑞典克朗,同獲醫學獎殊榮的3位得主霍爾、羅斯巴什與楊恩這3位科學家將可平分這約新台幣3300萬元的獎金。【記者 胡雯婷整理報導】