2017諾貝爾生理或醫(yī)學(xué)獎-生物節(jié)律

2017諾貝爾生理或醫(yī)學(xué)獎--生物節(jié)律第一頁，共19頁。目錄一、人物簡介二、生物節(jié)律三、研究歷史五、控制晝夜節(jié)律的分子機制四、科學(xué)背景六、諾獎推手：果蠅七、展望2第二頁，共19頁。杰弗里.霍爾(JeffreyC.Hall)美國遺傳學(xué)家1984年克隆出per基因提出抑制反饋環(huán)路學(xué)說邁克爾·羅斯巴什（MichaelRosbash）美國遺傳學(xué)家1984年克隆出per基因提出抑制反饋環(huán)路學(xué)說邁克爾.楊（MichaelW.Young）美國遺傳學(xué)家。1984年克隆出per基因1994發(fā)現(xiàn)Tim基因隨后又發(fā)現(xiàn)DBT基因一、人物簡介第三頁，共19頁。植物生物鐘動物生物鐘生物鐘是生物體內(nèi)的一種無形的“時鐘”，實際上是生物體內(nèi)周而復(fù)始的節(jié)律。人體生物鐘二、生物節(jié)律4第四頁，共19頁。1.節(jié)律類型5第五頁，共19頁。2.生物節(jié)律重要性1.生物節(jié)律與疾?。?）褪黑素與睡眠的關(guān)系使褪黑激素也被視為一種生物時鐘。（2）如果人們不按生物時鐘作息、生活和工作時，工作效率會很低，而且還會患病。例如，當(dāng)今的富貴病之一——糖尿病就被發(fā)現(xiàn)與生物時鐘有關(guān)。2.生物節(jié)律與生存生物節(jié)律是生物體自身不斷地適應(yīng)周圍環(huán)境的結(jié)果，尤其是關(guān)系生存和繁殖等重大的事件，如遷徙、覓食、交配、生育等，生物鐘能使其做出提前安排。6第六頁，共19頁。人物：SeymourBenzer和RonaldKonopka突破點：發(fā)現(xiàn)per基因人物：杰弗里·霍爾、邁克爾·羅斯巴什、邁克爾·揚突破點：克隆出了Per基因人物：杰弗里·霍爾和邁克爾·羅斯巴什突破點：提出了Per蛋白與Per基因形成了一個抑制反饋的環(huán)路假說人物：高橋（JosephSTakahashi）突破點：發(fā)現(xiàn)了哺乳動物的生物時鐘Clock基因和CKIε蛋白。完整地解釋了人和動物的生物鐘人物：邁克爾·揚突破點：發(fā)現(xiàn)稱為Tim基因，解釋Per蛋白如何進入細(xì)胞核隨后又發(fā)現(xiàn)了DBT基因，解釋周期為24小時1971年1984年1994年1994年三、研究歷史7第七頁，共19頁。四、科學(xué)背景遺傳學(xué)生理學(xué)分子生物學(xué)解剖學(xué)在鳥類大腦中發(fā)現(xiàn)松果體而哺乳類動物主鐘被認(rèn)為是SCN（視交叉上核）在體/腦薄片刺激核團放電，觀察到SCN有晝夜調(diào)節(jié)機制研究哺乳類中樞與外周鐘振蕩器的逐級聯(lián)系機制通過遺傳篩選，果蠅的行為可以用突變單個基因的前饋遺傳學(xué)來進行研究使用DNA重組技術(shù)成功克隆per基因，進而開啟了對于生物鐘研究的分子生物學(xué)時代8第八頁，共19頁。五、控制晝夜節(jié)律的分子機制基因period的反饋調(diào)控示意圖一個內(nèi)源性生物鐘。含羞草植物的葉片在白天朝向太陽展開，但在黃昏時合攏。將這些植物放置在持續(xù)黑暗的環(huán)境中，發(fā)現(xiàn)葉片仍然保持著它們平時的晝夜節(jié)律，即使沒有光線變化也是如此。9第九頁，共19頁。基因period的反饋調(diào)控示意圖當(dāng)周期基因激活時，mRNA就生成了。mRNA被轉(zhuǎn)運到細(xì)胞質(zhì)中，作為PER蛋白產(chǎn)生的模板。PER在細(xì)胞核中聚集，而周期基因的活性此時被阻斷。幫助產(chǎn)生阻斷反饋機制，從而形成了晝夜節(jié)律。10第十頁，共19頁。基因period的反饋調(diào)控示意圖生物鐘分子單元簡圖為了阻斷周期基因的活性，PER蛋白需要接觸到細(xì)胞核。第一種基因timeless，它編碼TIM蛋白。第二種基因doubletime，它編碼DBT蛋白，能夠延遲PER蛋白的聚集。11第十一頁，共19頁。2017年三位諾貝爾獲獎?wù)呔\用了“果蠅”。1.果蠅體型小,體長不到半厘米；2.飼養(yǎng)管理容易；3.果蠅繁殖系數(shù)高,孵化快；4.果蠅的染色體數(shù)目少,僅3對常染色體和1對性染色體,便于分析；5.果蠅的基因和人類基因高度同源。六、諾獎推手：果蠅果蠅作為模式生物的作用和優(yōu)點:12第十二頁，共19頁。

果蠅-諾貝爾獎13第十三頁，共19頁。七、展望14第十四頁，共19頁。附表：生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎時間得主國家得獎原因15第十五頁，共19頁。附表：生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎時間得主國家得獎原因第十