諾貝爾生理/醫學獎之生物鐘機制與人類食物

2017年諾貝爾生理/醫學獎揭曉,美國的三位科學家Jeffrey C. Hall、Michael Rosbash和Michael W. Young因發現生物鐘的分子機制而獲得此獎。

這是一項非常基礎的科學研究

Rosbash在美東時間早上5點多接到了來自瑞典的電話,被告知他是今年諾貝爾生理/醫學獎三名獲得者之一。他從深睡中被叫醒,得知這個消息的第一反應是:「你沒耍我吧?」

2017年諾貝爾生理/醫學獎獲得者畫像,圖片來自nobelprize.org.

我們都知道,包括人類在內的很多有機生命都擁有一種特殊的內部時鐘,這就是通常所說的生物鐘。生物鐘能夠幫助他們預料並且適應每天的節律。但是生物鐘的工作機制是什麼樣的呢?三名科學家對生物鐘進行了深入研究,在分子基因層面闡明了其內在的工作機制。現在對於生物鐘理論的應用剛剛開始,主要是在根據生物鐘來發揮藥物的最大效力以及設計睡眠模式。

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「這項研究真的非常基礎,對實際醫療的影響還很小。」Rosbash說,「但是我很高興這項研究引起了大家的關注。」

日夜節律寫進了人類的基因

利用果蠅作為模式動物,三名科學家分離到了一種能夠控制日常正常生物節律的特殊基因。他們發現,這種基因能夠編碼特殊的蛋白,當處於夜晚時該蛋白能夠在細胞中進行積累,隨後在白天時就會發生降解;隨後,研究人員還鑒別出了額外的蛋白質組分,同時他們還闡明了一種能夠指導細胞內部自我維持時鐘發條的特殊機制;而其他研究發現了這是存在於多細胞有機體中的普遍規律。

在人類數百萬年漫長的進化中,生物鐘因適應地球自轉而發展起來。在另一方面,日月之行、晝夜變化則通過漫長的進化寫入了人類的基因。三位諾獎得主的研究成果深刻地證明了這一點。

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物鍾能夠促進機體生理學狀態適應每天的不同階段,鍾能夠幫助調節睡眠模式、激素釋放等

問題在於,假如人突然到一個沒有白天或者沒有黑夜的世界生活,會怎麼樣?那必然是一場災難,因為人類的基因一下子無法適應這樣的環境,而在基因層面上進行改變,沒有2萬年行嗎?

寫入基因的還有人類在草原上採集果子的日子

人類有數百萬年的進化史,從基因層面上來看,現在的人類與兩萬年前並無太大差異,但是生活環境則發生了急劇變化。一萬多年前,人類進入農耕時代,以穀物為代表的碳水化合物成為人類主糧;工業文明興起之後,含有大量添加劑的精製食品成為人類食物主流;跨入小康社會之後,餐飲業繁榮起來,各種美味每時每刻都在挑逗人類的食慾。

《人類簡史》提出了一種「飢餓基因」的理論:3萬年前,我們的採集者祖先住在草原上或森林裡,高熱量的甜食非常罕見,永遠供不應求。他們想吃甜食只有一種可能來源:熟透的水果。如果他們碰到一顆長滿甜美無花果的樹,最明智的做法就是立刻吃到吃不下為止,否則等到附近的狒狒也發現這棵樹,可就一顆也吃不到了。於是,這種想大口吃下高熱量食物直覺本能就這樣深植在我們的基因里。儘管,我們現在不在匱乏食物,但我們的DNA還記得那些在草原的日子。

我們每天都在吃人類在草原的日子裡不認識的食物

毫無問題,當人類面對高能量美味食物時,草原的日子所形成的基因,會告訴我們不停地吃、儲存在身體里;當人類攝入大堆加工食品添加劑這些在草原的日子裡不認識的東西時,我們的基因無所適從。我們可以採取各種醫療手段來調整,但是至今為止,我們無法也不能修正自身在草原的日子形成的基因。

在食物方面,我們已經生活在一個沒有白天或者沒有黑夜的日子。

草原的日子永遠過去了,但是那些日子已經寫入了人類的基因。我們需要反思的是:什麼是人類真正的食物?什麼樣的食物能使人類獲得健康?

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