2013年度邵逸夫生命科学与医学奖颁予布兰戴斯大学荣休教授杰弗理.霍尔 (Jeffrey C Hall)、布兰戴斯大学生物学教授暨霍华德休斯医学研究所 (HHMI) 研究员迈克尔.罗斯巴殊 (Michael Rosbash)、及  洛克菲勒大学学术事务副校长兼教授迈克尔.杨 (Michael W Young),以表彰他们发现昼夜节律的分子机制。

所有生物都有一定的节律,人类晚间出现睡意、飞行时差带来困扰、花朵昼开夜合,这都是熟悉的现象。这些昼夜 (circadian 拉丁文「日常」的意思) 的节律虽然耳熟能详,但生物时钟的本质一直是晦涩的,直至已故的西摩.本泽 (Seymour Benzer) 借着研究果蝇,发现了一个基因,它经过变异,可以把生物时钟调快、调慢、甚至关掉。虽然这个发现本身并没有说明生物时钟如何运作,但它踏出了第一步,为硏究控制昼夜节律的机制打开了大门。今届邵逸夫生命科学与医学奖的得奖者杰弗理.霍尔迈克尔.罗斯巴殊迈克尔.杨,沿着这个方向展开硏究,利用基因变异果蝇,做了一系列开创性的实验,从而揭示了操控昼夜节律的分子机制。这个机制,不仅只存在于果蝇,而更加重要的是,这样的调控机制也存在于人类。

这方面的研究工作,在1984年取得第一个突破。当时,在布兰戴斯大学的霍尔罗斯巴殊的组合,和洛克菲勒大学的,分别复制 (或称克隆 clone) 了果蝇 (Drosophila melanogaster) 的周期基因 (period gene),这个基因若经过变异,就可以改变果蝇的昼夜节律。这个发现带来了霍尔罗斯巴殊组合的第二个突破。他们硏究果蝇脑内,周期基因所编码的信使核糖核酸 (mRNA) 和蛋白,发现它们的水平呈现昼夜节律性的变动。而且周期基因若产生变异,可以改变这些节律的波动。这些发现为控制生物时钟的基本机制提供了第一个线索﹕周期基因的蛋白产物可以按着24小时的周期循环,抑制自身生产的反馈路线。霍尔/罗斯巴殊组合随后展开研究,揭示更多和生物时钟机制有关的基因,并提供了详尽的信息,说明它们的产物如何运作,怎样通过周期基因的 mRNA 及蛋白的水平,控制昼夜节律,及日光如何重新调整生物时钟。

我们现在知道霍尔罗斯巴殊在果蝇中所发现的昼夜节律的基本机制,也适用于其他生物,包括人类在内。这些机制和人类疾病之间的关系已充分显示出来。例如,人类有两个基因,与果蝇的昼夜节律基因对应,而这两个基因与影响睡眠节奏的遗传病呈现相关。
 

邵逸夫生命科学与医学奖遴选委员会
(译自英文原稿)

2013年5月28日  香港