诺贝尔生理或医学奖-生物节律课件..pptx

2017年诺贝尔生理或医学奖——生物节律

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云南大学生命科学学院2017级研究生

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一、人物简介

二、生物节律

三、研究历史

四、科学背景

五、控制昼夜节律的分子机制

六、诺奖推手：果蝇

七、展望

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目录

迈克尔·罗斯巴什(Michael

Rosbash)

美国遗传学家

1984年克隆出per基因提出抑制反馈环路学说

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迈克尔.杨(MichaelW.

Young)

美国遗传学家。

1984年克隆出per基因1994发现Tim基因

随后又发现DBT基因

杰弗里.霍尔(JeffreyC.Hall)

美国遗传学家

1984年克隆出per基因

提出抑制反馈环路学说

二、生物节律

生物钟是生物体内的一种无形的“时钟”,实际上是生物体内周而复始的节律。

植物生物钟动物生物钟人体生物钟

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按生物的行为习性划分

节律类型

按周期长短来划分

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移栖行为，换毛行为，

冬眠节律，生殖节律，乃至出生，死亡节律等

潮汐节律、月节律、日节律、年节律等

1.节律类型

2.生物节律重要性

1.生物节律与疾病

(1)褪黑素与睡眠的关系使褪黑激素也被视为一种生物时钟。

(2)如果人们不按生物时钟作息、生活和工作时，工作效率会很低，而且

生物节律是生物体自身不断地适应周围环境的结果，尤其是关系生存和繁

殖等重大的事件，如迁徙、觅食、交配、生育等，生物钟能使其做出提前安

排。

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还会患病。例如，当今的富贵病之一——糖尿病就被发现与生物时钟有关。

2.生物节律与生存

人物：SeymourBenzer和RonaldKonopka

突破点：发现per基因

人物：杰弗里·霍尔、迈克尔·罗斯巴什、迈克尔·扬

突破点：克隆出了Per基因

人物：杰弗里·霍尔和迈克尔·罗斯巴什

突破点：提出了Per蛋白与Per基因形成了一个抑制反馈的环路假说

人物：迈克尔·扬

突破点：发现称为Tim基因，解释Per蛋白如何进入细胞核随后又发现了DBT基因，解释周期为24小时

人物：高桥(JosephSTakahashi)

突破点：发现了哺乳动物的生物时钟Clock基因和CKIε蛋白。完整地解释了人和动物的生物钟

1984年

1994年

1994年

三、研究历史

四、科学背景

分子生物学

遗传学

通过遗传筛选，果蝇的行为可以用突变单个基因的前馈遗传学来进行研究

解剖学

在鸟类大脑中发现松果体而哺乳类动物主钟被认为是SCN(视交叉上核)

在体/脑薄片刺激核团放电，

观察到SCN有昼夜调节机制

研究哺乳类中枢与外周钟振荡器的逐级联系机制

使用DNA重组技术成功克隆per基因，进而开启了对于生物钟研究的分子生物学时代

生理学

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一个内源性生物钟。含羞草植物的

叶片在白天朝向太阳展开，但在黄昏时合拢。将这些植物放置在持续黑暗的环境中，发现叶片仍然保持着它们平时的

昼夜节律，即使没有光线变化也是如此。

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·当周期基因激活时，mRNA就生成了。mRNA被转运到细胞质中，作为PER蛋白产生的模板。

·PER在细胞核中聚集，而周期基因的活性此时被阻断。

·帮助产生阻断反馈机制，从而形成了昼夜节律。

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码TIM蛋白。

·第二种基因doubletime,它编码DBT蛋白，能够延迟PER蛋白的聚集。

·为了阻断周期基因的活性，

PER蛋白需要接触到细胞核。

·第一种基因timeless,它编

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六、诺奖推手：果蝇

2巢作为模毁堇物的榨痛和优愚蝇”。

2004年

美国

理查德·阿

克塞尔和琳

达·巴克

发现了果蝇在嗅觉功能上有个特定的大脑区域

1946年

美国

赫尔曼·约瑟夫·穆勒

证明X射线突变率提高，同时引

起染色体畸变。

1995

年

德国

克里斯汀·纽

斯林·沃尔哈

德

发现了调控受精卵发育的关键基因。

2011年

法国

朱尔斯·霍夫曼

揭示了先天性免疫系统的活性作用

1933年

美国

托马斯·亨特·摩尔根

发现了基因在染色体上

2017

年

美国

杰弗里·霍尔、迈克尔·罗斯巴什以及迈克

尔·杨

果蝇-诺贝尔奖

发现控制昼

夜节律的分

子机理

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Per蛋白质

如何调节基

因转录

生物节律

主钟的细胞

间如何相互

作用

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产出人类应

用的成果eg:

调节时差的

药物

生物钟与代

谢、代谢疾

病的关系及

其机理