1、年诺贝尔生理或医学奖年诺贝尔生理或医学奖 生物节律生物节律 PPTPPT制作：制作：云南大学生命科学学院云南大学生命科学学院 20172017级研究生级研究生1 20172017目录目录 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 2 一、人物简介一、人物简介 杰弗里.霍尔(Jeffrey C.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 迈克尔迈克尔罗斯巴什（罗斯巴什（Michael Rosbash）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（Michael W.Young）
2、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 4 1.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 5 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
3、。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：Seymour Benzer 和Ronald Konopka 突破点突破点：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
4、因，解释周期为24小时 人物：高桥（Joseph S Takahashi）1994年 突破点突破点：发现了哺乳动物的生物时钟Clock基因和CKI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
5、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。
6、的反馈调控示意图 生物钟分子单元简图 11 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。12 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：主钟的细胞调节时差的间如何相互药物 作用 14 附表：生理学或医学奖 时间 得主 国家 得奖原因 15 附表：生理学或医学奖 时间 得主 国家 得奖原因 附表：生理学或医学奖 时间 得主 国家 得奖原因
