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1、20172017年诺贝尔生理或医学奖年诺贝尔生理或医学奖生物节律生物节律PPTPPT制作：制作：云南大学生命科学学院云南大学生命科学学院20172017级研究生级研究生1目录目录一、人物简介一、人物简介二、生物节律二、生物节律三、研究历史三、研究历史五、五、控制昼夜节律的分子机制控制昼夜节律的分子机制四、科学背景四、科学背景六、诺奖推手：果蝇六、诺奖推手：果蝇七、展望七、展望2杰弗里杰弗里.霍尔霍尔(Jeffrey C.Hall)美国遗传学家1984年克隆出年克隆出per基因基因提出抑制反馈环路学说提出抑制反馈环路学说迈克尔迈克尔罗斯巴什罗斯巴什（Michael Rosbash）美国遗传学家1
2、984年克隆出年克隆出per基因基因提出抑制反馈环路学说提出抑制反馈环路学说迈克尔迈克尔.杨杨（Michael W.Young）美国遗传学家。1984年克隆出年克隆出per基因基因1994发现发现Tim基因基因随后又发现随后又发现DBT基因基因一、人物简介一、人物简介植物生物钟动物生物钟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。人体生物钟二、生物节律二、生物节律41.节律类型节律类型52.生物节律重要性生物节律重要性1 1.生物节律与疾病生物节律与疾病（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
3、，而且还会患病。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.生物节律与生存生物节律与生存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。6人物：Seymour Benzer 和Ronald Konopka突破点突破点：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：高桥（Joseph S Takahashi）突破点突破点：发现了哺乳动物的生物时
4、钟Clock基因和CKI蛋白。完整地解释了人和动物的生物钟 人物：迈克尔扬突破点突破点：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1971年1984年1994年1994年三、研究历史三、研究历史7四、科学背景四、科学背景遗传学生理学分子生物学解剖学在鸟类大脑中发现松果体在鸟类大脑中发现松果体而哺乳类动物主钟被认为是而哺乳类动物主钟被认为是SCN（视交叉上核）（视交叉上核）在体在体/脑薄片刺激核团放电，脑薄片刺激核团放电，观察到观察到SCN有昼夜调节机制有昼夜调节机制研究哺乳类中枢与外周钟振荡研究哺乳类中枢与外周钟振荡器的逐级联系机制器的逐级联系
5、机制通过遗传筛选，果蝇的行为可通过遗传筛选，果蝇的行为可以用突变单个基因的前馈遗传以用突变单个基因的前馈遗传学来进行研究学来进行研究使用使用DNA重组技术成功克重组技术成功克隆隆per基因，进而开启了对基因，进而开启了对于生物钟研究的分子生物于生物钟研究的分子生物学时代学时代8五、五、控制昼夜节律的分子机制控制昼夜节律的分子机制基因基因period的反馈调控示意图的反馈调控示意图一个内源性生物钟。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。9基因基因period的反馈调控示意图的反馈调控示
6、意图当周期基因周期基因激活时，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阻断反馈机制，从而形成了昼夜节律。10基因基因period的反馈调控示意图的反馈调控示意图生物钟分子单元简图生物钟分子单元简图为了阻断周期基因的活性阻断周期基因的活性，PER蛋白需要接触到细胞核。第一种基因基因timeless，它编码TIM蛋白。第二种基因基因doubletime，它编码DBT蛋白蛋白，能够延迟PER蛋白的聚集。11 2017年三位诺贝尔获奖者均运用了“果蝇”。1.果蝇体型小,体长不到半厘米；2.饲养管理容易；3.果蝇繁殖系数高,孵化快；4.果蝇的染色体数目少,仅3对常染色体和1对性染色体,便于分析；5.果蝇的基因和人类基因高度同源。六、诺奖推手：果蝇六、诺奖推手：果蝇果蝇作为模式生物的作用和优点果蝇作为模式生物的作用和优点:12 果蝇果蝇-诺贝尔奖诺贝尔奖 13七、展望七、展望14附表：生理学或医学奖时间得主国家得奖原因15附表：生理学或医学奖时间得主国家得奖原因附表：生理学或医学奖时间得主国家得奖原因附表：国内关于生物钟研究的NSFC部分项目T H A N K S！PPT模板下载： 19