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從一隻小小果蠅解開人類生理時鐘的奧秘 側寫2017諾貝爾醫學獎的3位得主

風傳媒 標誌 風傳媒 2017/10/3
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瑞典的斯德哥爾摩卡羅林學院2日宣布,將2017年諾貝爾生理學或醫學獎授予美國科學家霍爾(Jeffrey C. Hall)、羅斯巴赫(Michael Rosbash)、楊格(Michael W. Young),以表彰他們在研究生物鐘運行的分子機制方面的成就。

科學家早在1960、1970年代就開始了生物生理時鐘基因的研究。但直到1980年代中期,這3位美國科學家才從果蠅身上找出一種能控制晝夜節律的基因,由此逐步揭示了生物生理時鐘的奧秘。

羅斯巴赫:「你在開玩笑嗎?」

73歲的羅斯巴赫的生理時鐘在清晨5點9分被一陣急促的電話鈴聲打亂了。他說:「一般來說,電話在那個時間響起,多半是因為有人死了,」他在睡夢中驚醒,得知自己摘下諾貝爾獎後,他先是沉默了一陣子,然後說:「你是在開玩笑嗎?」

2017年諾貝爾醫學獎得主羅斯巴赫(AP) © 由 風傳媒 提供 2017年諾貝爾醫學獎得主羅斯巴赫(AP)
2017年諾貝爾醫學獎得主羅斯巴赫(AP)

羅斯巴赫說,他接到電話後穿著睡衣與妻子坐在沙發上:「我的腦袋一片空白,還沒顧得上告訴同事,甚至沒來得及喝杯咖啡。」

等他終於反應過來時,他說:「我格外高興,為這個領域感到高興,為果蠅感到高興;對學校來說,這也是很棒的事。我站在巨人的肩膀上。」他認為這樣的基礎研究發現能引起關注讓人欣慰。

羅斯巴赫說自己與一同獲獎的霍爾是好友,也是長久的完美合作夥伴。

羅斯巴赫出生於美國密蘇里州堪薩斯城(Kansas City),1970年從麻省理工學院(Massachusetts Institute of Technology)獲得博士學位,隨後3年在英國愛丁堡大學做博士後研究員。自1974年起,他一直任職於美國麻薩諸塞州布蘭代斯大學(Brandeis University)。1982年,他開始針對生物的生理時鐘進行研究。

霍爾:「這些有趣的小生物」

72歲的霍爾談及研究生涯時,除了感謝求學時期的老師,還特別感謝果蠅。

2017年諾貝爾醫學獎得主霍爾(AP) © 由 風傳媒 提供 2017年諾貝爾醫學獎得主霍爾(AP)
2017年諾貝爾醫學獎得主霍爾(AP)

他先前接受採訪時表示:「牠們(果蠅)其實是非常複雜的生物體,其構造精密有趣。」霍爾坦言隨著研究逐漸深入,他「愛上了果蠅」。

1945年,霍爾年出生於美國紐約。他的父親曾是美聯社記者,不過霍爾沒有子承父業,而是在一位果蠅遺傳學家的引導下,踏上了基礎生物學研究之路。

1971年,他取得美國華盛頓大學(University of Washington)的博士學位,1971年至1973年在加州理工學院(California Institute of Technology)做博士後,1974年,他擔任布蘭代斯大學的生物學助理教授。

2002年起,他開始在緬因大學(University of Maine)任教。那時他住在一處荒無人煙的地方,每天騎哈雷上班,他說往返160多公里的路程出除了能體驗荒野,還能在集中精神騎車時暫時拋掉實驗室的煩惱。

楊格:「達爾文的啟示」

68歲的楊格回憶,他曾經每天都要與同事安排一批果蠅,模擬體驗從紐約到舊金山的時差。

2017年諾貝爾醫學獎得主楊格(AP) © 由 風傳媒 提供 2017年諾貝爾醫學獎得主楊格(AP)
2017年諾貝爾醫學獎得主楊格(AP)

他的實驗室裡面有2台冰箱大小的培養箱,一台貼著「紐約」,另一台貼著「舊金山」。培養箱裡的燈早上6點打開,模擬日出,晚上6點關閉,模擬日落。這些果蠅幫助他揭示人體生理時鐘的秘密。

1949年,楊格出生在美國邁阿密,儘管他的父母只有高中畢業,也沒有科學研究背景,卻一直支持他對科學的興趣。他們為楊格買了天文望遠鏡,並包容他的化學實驗設施對地板的「毀滅打擊」。

楊格說:「我12、13歲的時候,父母買了一本達爾文進化論的書給我,當中有關於生理時鐘如何控制花兒開放、鳥兒與昆蟲遷徙的描述,並提到這個機制仍是個謎,」楊格家裡後院裡白天閉起、晚上綻放的花朵讓他下定決心探索其中的奧秘。

1975年,楊格獲得美國德州大學奧斯汀分校(University of Texas at Austin)博士學位。1975年至1977年,他在史丹福大學(Stanford University)做博士後研究。1978年起,他開始在美國紐約洛克菲勒大學(Rockefeller University)任教。1983年,楊格的研究小組在洛克菲勒大學進行實驗,觀察因為基因突變而作息紊亂的果蠅。

經過連續4個晝夜的觀察記錄,楊格終於確信,他們將調控生物生理時鐘的基因成功轉移到生理時鐘混亂的果蠅體內,並讓牠們恢復了規律作息。接下來的30多年裡,楊格在這個領域的研究越鑽越深。

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