這一模型總體相當(dāng)成功，但是仍然有一些問題需要解決。為了抑制節(jié)律基因的活動，由細(xì)胞質(zhì)產(chǎn)生的PER蛋白質(zhì)必須能夠抵達(dá)細(xì)胞核，因?yàn)槟抢锊攀谴鎯z傳物質(zhì)的地方。杰弗里·霍爾和邁克爾·羅斯巴什的工作表明，細(xì)胞核內(nèi)的PER蛋白質(zhì)的含量在夜間上升，但它究竟是如何進(jìn)入的?在1994年，邁克爾·楊發(fā)現(xiàn)了第二種節(jié)律基因，這一基因能夠產(chǎn)生TIM蛋白，其同樣是產(chǎn)生正常晝夜節(jié)律的必要成分。通過一系列工作，楊證明了當(dāng)這兩種蛋白質(zhì)相互結(jié)合時(shí)，它們能夠進(jìn)入細(xì)胞核并發(fā)揮作用，抑制節(jié)律基因的活動并關(guān)閉抑制反饋回路。

晝夜節(jié)律鐘分子組成的簡單圖示

這種調(diào)節(jié)反饋機(jī)制解釋了這種細(xì)胞內(nèi)蛋白水平出現(xiàn)變動的原因，但問題仍然存在，是什么控制了這種變動的頻率?邁克爾·揚(yáng)確定了另一個(gè)基因，doubletime（dbt），能編碼導(dǎo)致PER蛋白積累的DBT蛋白。這為解釋蛋白質(zhì)水平變動如何與24小時(shí)周期密切吻合提供了線索。

三位獲獎?wù)叩陌l(fā)現(xiàn)建立了關(guān)鍵的生物鐘機(jī)制原理。在接下來許多年里，生物鐘機(jī)制的其他分子結(jié)構(gòu)得到了闡釋，解釋了該機(jī)制的穩(wěn)定性和功能。例如今年這三位獲獎?wù)哞b別出了周期基因激活所需的其他蛋白質(zhì)，并闡明了光照為何能與生物鐘保持一致的機(jī)制。

生物鐘參與并適應(yīng)了人類一天中不同階段的生理功能。我們的生物鐘能幫助調(diào)節(jié)睡眠模式、反饋行為、荷爾蒙釋放、血壓和體溫?！　∩镧妳⑴c并適應(yīng)了人類一天中不同階段的生理功能。我們的生物鐘能幫助調(diào)節(jié)睡眠模式、反饋行為、荷爾蒙釋放、血壓和體溫。

在人類復(fù)雜的生理機(jī)制中，生物鐘在許多方面扮演著重要角色。我們現(xiàn)在知道，包括人類在內(nèi)的一切多細(xì)胞生物體，都是用相似的機(jī)制來控制生理節(jié)律。我們的基因中有很大一部分受到生物鐘的影響，由此形成了非常精密的、適應(yīng)一天中不同階段的節(jié)律。由于三位獲獎?wù)叩陌l(fā)現(xiàn)，節(jié)律生物學(xué)已經(jīng)發(fā)展成為一個(gè)影響巨大，并非常活躍的研究領(lǐng)域，對人類的健康有重要的啟示。

人物簡介：

杰弗里·霍爾

杰弗里·C·霍爾于1945年生于美國紐約。1971年，他在華盛頓大學(xué)獲得遺傳學(xué)博士學(xué)位，隨后在加州理工學(xué)院做博士后（1971~1973）。1974年，他加入邁克爾·羅斯巴什的研究小組，并參與了果蠅周期基因的克隆。2002年，他稱為緬因大學(xué)任生物學(xué)教授，并于2009年退休。此外，在一次造訪南北戰(zhàn)爭的戰(zhàn)場之后，他對歷史產(chǎn)生了濃厚的興趣，并在2003年出版了一本關(guān)于葛底斯堡戰(zhàn)役的專著。

邁克爾·拉斯巴什

邁克爾·羅斯巴什是一位遺傳學(xué)家和時(shí)間生物學(xué)（又稱生物鐘學(xué)）專家，于1944年出生于美國堪薩斯城。1970年，他在麻省理工學(xué)院獲得博士學(xué)位。接下來三年里，他在蘇格蘭的愛丁堡大學(xué)做博士后。從1974年開始，他在美國布蘭代斯大學(xué)和霍華德-休斯醫(yī)學(xué)研究所任職。1984年，他和杰弗里?霍爾的研究小組克隆了果蠅的周期基因，并在1990年提出了生物鐘的轉(zhuǎn)錄翻譯負(fù)反饋回路概念。1998年，他們在果蠅中發(fā)現(xiàn)了周期基因和時(shí)鐘基因。

麥克·楊

邁克爾·W·揚(yáng)，美國遺傳學(xué)家。1949年出生在美國邁阿密。1975年，他在美國德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校獲得博士學(xué)位。1975年到1977年，他在斯坦福大學(xué)做博士后。1978年起，他一直任職于美國洛克菲勒大學(xué)，后來成為該校副校長。