揭开生物钟奥秘：诺贝尔奖深度解析

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人类要再次感谢果蝇作为重要的模式生物。它的贡献让人类在认识生命上一次次获得重大突破。

在三位科学家的研究中，提出了一个重要的概念，那就是生物钟转录-翻译负反馈环的形成。

了解基因转录和翻译的人都知道，遗传DNA大分子存在于细胞核中，而合成蛋白质的地方则在细胞质中。因此，DNA指导蛋白质合成需要另一种遗传物质RNA作为翻译和运输工具。 mRNA（信使RNA）携带着从DNA复制到细胞质中的核糖体RNA的遗传信息，以合成蛋白质。

图片来自简书App。遗传信息在细胞的不同位置有序流动。 DNA不会跑出细胞核，合成的蛋白质也不会随便跑进细胞核。按理来说，他们不会互相干扰。但这和昼夜生物节律相关的周期基因指导下合成的PER蛋白并不诚实。它必须想办法回到细胞核，干扰周期的功能。换句话说，PER蛋白可以使period基因失活。换句话说，PER 和周期形成一个抑制反馈环。 PER可以抑制基因合成本身，从而形成连续的、循环的节律。

图片来自简书App。那么问题来了，这个PER蛋白是如何到达细胞核的呢？还有其他同伙吗？幸运的是，同谋被三位科学家发现了。原来，有一种永恒的基因，它编码TIM蛋白，这也是正常生命节律所必需的。通过实验，Young发现TIM蛋白会与PER蛋白结合，进而发现这两种蛋白可以一起进入细胞核，抑制那里的period基因的活性。原来，TIM引狼入室，将PER带入细胞核，并抑制其在那里的合成。时期。然而，这个过程是循环的。他们在果蝇中发现，PER会在夜间在果蝇体内积累，并在白天再次分解。因此，PER的浓度会以24小时为周期周期性振荡，这与昼夜节律相同。

图片来自简书App 科学研究的过程就是一个不断提出问题、解决问题的过程。接下来的问题是，为什么这个振荡的频率周期保持在24小时呢？然后，Michael Young 发现了一个编码DBT 蛋白的基因。 DBT可以延缓PER蛋白的积累，这基本上解释了为什么振荡周期稳定在24小时左右。

在遗传基因和蛋白质分子层面寻找生物节律的本质是多么有趣的事情。生物体中的分子代谢和遗传信息的流动确实密切相关。这很可能是生命在适应地球环境变化中不断进化的结果。