为什么我们人类不能像猫头鹰一样昼伏夜出呢？你可能要说，是因为生物钟呀！生物钟是怎么运作的呢？
今天下午万众瞩目的诺贝尔奖生理学或医学奖就奖励了发现生物钟分子机制的三位美国科学家。简单来说，就是他们发现了生物钟是怎么运作的。虽然关于生物钟运作机制的实验都是在果蝇中进行的，但是在其他多细胞生物中（包括人类），也遵循同样的机制。
Period基因
在1970年代，科学家证明了一种未知基因的突变能打乱果蝇的生物钟，他们将这个基因定义为period（周期），但彼时并没有发现，这种基因是如何影响昼夜节律的。
1984年，三位诺奖获得者Jeffrey Hall、Michael Rosbash、Michael Young成功分离除了“period”基因。接下来，Jeffrey Hall、Michael Rosbash发现了被period基因编码的蛋白质PER，它会在黑夜累积，在白天分解。这使得PER的水平在24小时内呈现周期波动，与昼夜节律同步。
一个自我调节的发条机制
JeffreyHall、Michael Rosbash假设，PER蛋白质阻止了period（周期）基因的活动。他们推断，通过抑制反馈回路，PER蛋白质可以阻止自身的合成，从而在连续的昼夜循环中调节自己在细胞中的含量。
图1. period基因反馈调节的简单说明。该图显示了在24小时昼夜循环中发生的事儿。当period（周期）基因活跃时，就产生了period基因的mRNA，它们被传送到细胞质中，作为PER蛋白质产生的模板。PER蛋白质在细胞核中积累，此时基因活动被阻断。这就产生了一种抑制反馈机制，这是一种昼夜节律的基础。
Timeless基因和Doubletime基因
PER在细胞质中产生，为了阻止period基因的活动，在细胞质中产生的PER蛋白质，但PER在夜间都积聚在细胞核中，它们是如何进入细胞核的呢？
1994年，Michael Young发现了第二个生物钟基因，命名为永恒“timeless”，它编码了一个正常的昼夜节律所需的蛋白质”TIM”。
当TIM和PER结合在一起，使它们能够进入细胞核，在细胞核内，它们阻止了period基因的活动，从而关闭抑制反馈回路。
这种调节反馈机制解释了细胞内蛋白含量的波动是如何产生的，但问题仍然存在。
MichaelYoung发现了另一种基因，doubletime双重时间，编码DBT蛋白质，这种蛋白质延迟了PER蛋白质的积累。
诺贝尔奖获得者们的新发现，为生物钟确立了关键的原理。在随后的几年里，发现了发条机制的其他分子成分，解释了它的稳定性和功能。例如，激活period基因所需的额外蛋白质，以及光照和生物钟同步的机制。
在人类生理上保持时间
生物钟与人类的很多复杂生理活动相关。我们现在知道，包括人类在内的所有多细胞生物都利用一种类似的机制来控制昼夜节律。
细胞中的大部分基因是由生物钟调节的，因此，一个校准精确的昼夜节律可以让我们的生理状态达到最佳，以适应一天中的不同阶段。
生物钟调节着重要的功能，如行为、激素水平、睡眠、体温和新陈代谢。当我们的外部环境与生物钟不匹配时，我们的健康程度和幸福感就会受到影响。也有迹象表明，我们的生活方式和我们内在的生物钟所规定的节奏长期不匹配，与增加各种疾病的风险有关。
图3生物钟会对控制我们的生理机能，使其适应一天中的不同阶段。我们的生物钟能帮助我们调节睡眠模式，进食行为，激素释放，血压和体温
最后，向三位诺奖得主致敬。
原文：The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2017
