2017年諾貝爾獎(jiǎng)公布 題材高冷 成果實(shí)用

生物節(jié)律：生命時(shí)鐘的“滴答”

生物鐘這個(gè)詞匯，人們其實(shí)相當(dāng)熟悉。這部體內(nèi)的時(shí)鐘，可以在一天之中的不同時(shí)段，對(duì)人們的生理功能進(jìn)行非常精準(zhǔn)的調(diào)節(jié)，有助于為日常的生理機(jī)能做好準(zhǔn)備，但是，它的運(yùn)作機(jī)制卻一直成謎。

2017年諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)被授予杰弗里·霍爾、邁克爾·羅斯巴什和邁克爾·楊，以表彰他們?cè)凇翱刂茣円构?jié)律的分子機(jī)制方面的發(fā)現(xiàn)”。

其實(shí)早在上世紀(jì)六七十年代，生物學(xué)家們已經(jīng)開(kāi)始了生物鐘相關(guān)基因的研究。直到80年代中期，這三位美國(guó)科學(xué)家才打破傳統(tǒng)，從果蠅中分離出一種能夠控制晝夜節(jié)律的基因，以大膽的實(shí)驗(yàn)揭開(kāi)了與生物鐘有關(guān)基因的產(chǎn)生、運(yùn)作機(jī)制，并于后來(lái)30多年里，在這一領(lǐng)域的研究越鉆越深。

他們的研究表明，生物鐘在一天之中的不同時(shí)段，對(duì)人的生理功能進(jìn)行著非常精準(zhǔn)的調(diào)節(jié)，例如行為、激素水平、睡眠情況、體溫，以及新陳代謝等。當(dāng)人類所處的外部環(huán)境與體內(nèi)的生物鐘出現(xiàn)不匹配的情況時(shí)，身體會(huì)馬上反應(yīng)出不適。如果人類的生活方式與生物鐘開(kāi)始出現(xiàn)偏差時(shí)，罹患各種疾病的風(fēng)險(xiǎn)也會(huì)隨之增加。

引力波：一場(chǎng)寰宇有聲電影

2017年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)被授予美國(guó)科學(xué)家雷納·韋斯、巴里·巴里什和基普·索恩，以表彰他們?yōu)椤凹す飧缮嬉Σㄌ煳呐_(tái)”（LIGO）項(xiàng)目和發(fā)現(xiàn)引力波所作的貢獻(xiàn)。

引力波是一種時(shí)空漣漪，如同石頭丟進(jìn)水里產(chǎn)生的波紋。百年前愛(ài)因斯坦在廣義相對(duì)論中預(yù)言了引力波的存在，但他認(rèn)為引力波難以被探測(cè)到，因?yàn)橄嚓P(guān)信號(hào)非常微弱。LIGO項(xiàng)目使用巨大的激光干涉儀，在引力波通過(guò)地球時(shí)探測(cè)到比原子核還要小很多的變化。

正是這次收獲，讓天文學(xué)迎來(lái)了一次革命——從16世紀(jì)伽利略的望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)原本一片黑暗的天空竟蘊(yùn)藏著豐富細(xì)節(jié)，到全球聯(lián)網(wǎng)的射電望遠(yuǎn)鏡群向遮蔽我們視野的天幕發(fā)起挑戰(zhàn)，人類從未放棄對(duì)星空的展望。但此前的成果，呈現(xiàn)給人們只是一部默片，引力波卻可以讓我們聆聽(tīng)到宇宙的隱匿之音，領(lǐng)略一場(chǎng)寰宇有聲電影。

冷凍電鏡：借雙“上帝之眼”

2017年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)被授予瑞士科學(xué)家雅克·杜博歇、美國(guó)科學(xué)家約阿希姆·弗蘭克以及英國(guó)科學(xué)家理查德·亨德森，以表彰他們?cè)诶鋬鲲@微術(shù)領(lǐng)域的貢獻(xiàn)。冷凍顯微術(shù)又被稱為冷凍電鏡技術(shù)。3位科學(xué)家使這一技術(shù)能夠以高分辨率測(cè)定溶液中的生物分子結(jié)構(gòu)，這一突破對(duì)生物化學(xué)產(chǎn)生了革命性影響。

上世紀(jì)70年代到90年代之間，3位科學(xué)家分別開(kāi)發(fā)出了圖像合成算法，將電子顯微鏡模糊的二維圖像合成清晰的三維圖像；改進(jìn)了傳統(tǒng)電子顯微鏡，獲得原子級(jí)分辨率的圖像，以及研發(fā)了將液體水迅速冷凍成玻璃態(tài)，從而使生物分子保持自然形態(tài)的技術(shù)。正是這些發(fā)明，讓冷凍電鏡的各個(gè)部件都得到優(yōu)化，才奠定了近年來(lái)眾多科學(xué)家所稱的“生物化學(xué)革命”。

工具的創(chuàng)新，產(chǎn)生了比發(fā)明本身更了不起的影響。憑借“上帝之眼”，已往不為人知的分子生命狀態(tài)被揭露，結(jié)構(gòu)生物學(xué)翻天覆地。而對(duì)于人類來(lái)說(shuō)，理解生命機(jī)理、研究開(kāi)發(fā)新藥，自此不可同日而語(yǔ)。

——新浪網(wǎng)