揭秘生物体内的神奇“时钟”(3)

“发现并逐步揭开生物钟运行面纱的过程无疑是激动人心的，在此之前，很大一部分科学家认为生物钟仅仅是生物对外界环境的反应，而per基因的发现则恰恰展示了生物钟是由生物体基因遗传调控，是在生物体基因组中打下的‘烙印’。”王晗表示，当然，除了内在的基因调控外，光和食物也是调控生物钟的重要因素。例如，当光信号进入人眼后，会被传递至下丘脑前端的视交叉上核，此时下丘脑视交叉上核会迅速“启动”生物钟，并根据光线明暗调整机体同步到当地时间。“从外国飞回国后，有人常常时差反应比较明显，这是因为其下丘脑视交叉上核调节相对较慢。”
万物“同源”
激活发育进化的“工具盒”
受精卵经过卵裂、原肠运动、器官发生等发育为具有头尾、背腹和左右等不对称特征的胚胎，即胚胎前后、背腹和左右体轴的建立，是发育生物学中一个重要的研究领域。而三大体轴的建立其实也有章可循。“就好像盖楼房需要不同砖块来进行建造一样，生物发育同样需要不同的基因来调控，我们将这些如‘闹钟’一样激活发育进化的基因概括总结为‘遗传工具盒’。”王晗介绍，例如我们的体轴就是由同源框基因所调控；而人体器官左右分布存在很多不对称，如心脏在左边，肠胃在右边，这些也都是由不同基因所控制。
“通过大量研究，我们发现‘遗传工具盒’是高度保守的，即无论是从DNA序列，还是从蛋白质氨基酸序列去比较，绝大多数的序列都是一模一样的，存在高度的保守性。”王晗表示，大自然的聪明之处在于，尽管每幢“楼房”的外观并不相同，但整体建造规律是相似的。对于不同生物体来说，虽然外表看上去千差万别，但从基因水平来说，其遗传控制的环路是很相似的。“也正是利用这样的高度保守性，我们才可以通过研究小鼠、斑马鱼、果蝇等模式动物来研究人类疾病。”
长久以来，探索生命奥秘都是发育生物学的一大重要课题。尽管几十年的上下求索使我们得以窥见“生命时钟”一隅，但其精密运转机制究竟如何，仍需进一步探寻。“翻阅中国医书古籍，早在千年之前，中医圣贤便发现了‘子午流注’的针灸理论。‘因时施治’‘按时针灸’等，实际上正是顺应生物节律，在适当时间取得较佳治疗的一种方式。”王晗认为，就目前而言，如何将“生命时钟”的相关原理合理应用于人类疾病治疗、应用于临床实践仍是目前的一大挑战。他举例，如针对ICU重症患者，白天可以适当给其照射一些白光，刺激其五羟色胺、皮质醇等的生成；晚间则避免光照使其产生褪黑激素，进而改善睡眠质量，一定程度上提升治疗效果。“不重视身体内部的生长发育节律，甚至紊乱‘生物钟’，凭借较强的自我恢复能力，在短期内可能不会产生什么后果，但是久而久之，必然会得到教训。