2013年度邵逸夫生命科學與醫學獎頒予布蘭戴斯大學榮休教授傑弗理.霍爾 (Jeffrey C Hall)、布蘭戴斯大學生物學教授暨霍華德休斯醫學研究所 (HHMI) 研究員邁克爾.羅斯巴殊 (Michael Rosbash)、及洛克菲勒大學學術事務副校長兼教授邁克爾.楊 (Michael W Young),以表彰他們發現晝夜節律的分子機制。

所有生物都有一定的節律,人類晚間出現睡意、飛行時差帶來困擾、花朵晝開夜合,這都是熟悉的現象。這些晝夜 (circadian拉丁文「日常」的意思) 的節律雖然耳熟能詳,但生物時鐘的本質一直是晦澀的,直至已故的西摩.本澤 (Seymour Benzer) 藉著研究果蠅,發現了一個基因,它經過變異,可以把生物時鐘調快、調慢、甚至關掉。雖然這個發現本身並沒有說明生物時鐘如何運作,但它踏出了第一步,為硏究控制晝夜節律的機制打開了大門。今屆邵逸夫生命科學與醫學獎的得獎者傑弗理.霍爾邁克爾.羅斯巴殊邁克爾.楊,沿著這個方向展開硏究,利用基因變異果蠅,做了一系列開創性的實驗,從而揭示了操控晝夜節律的分子機制。這個機制,不僅只存在於果蠅,而更加重要的是,這樣的調控機制也存在於人類。

這方面的研究工作,在1984年取得第一個突破。當時,在布蘭戴斯大學的霍爾羅斯巴殊的組合,和洛克菲勒大學的,分別複製 (或稱克隆 clone) 了果蠅 (Drosophila melanogaster) 的週期基因 (period gene),這個基因若經過變異,就可以改變果蠅的晝夜節律。這個發現帶來了霍爾羅斯巴殊組合的第二個突破。他們硏究果蠅腦內,週期基因所編碼的信使核糖核酸 (mRNA) 和蛋白,發現它們的水平呈現晝夜節律性的變動。而且週期基因若產生變異,可以改變這些節律的波動。這些發現為控制生物時鐘的基本機制提供了第一個線索﹕週期基因的蛋白產物可以按著24小時的週期循環,抑制自身生產的反饋路線。霍爾/羅斯巴殊組合隨後展開研究,揭示更多和生物時鐘機制有關的基因,並提供了詳盡的信息,說明它們的產物如何運作,怎樣通過週期基因的mRNA及蛋白的水平,控制晝夜節律,及日光如何重新調整生物時鐘。

我們現在知道霍爾羅斯巴殊在果蠅中所發現的晝夜節律的基本機制,也適用於其他生物,包括人類在內。這些機制和人類疾病之間的關係已充分顯示出來。例如,人類有兩個基因,與果蠅的晝夜節律基因對應,而這兩個基因與影響睡眠節奏的遺傳病呈現相關。
 

邵逸夫生命科學與醫學獎遴選委員會
(譯自英文原稿)

2013年5月28日  香港