▎药明康德内容团队编辑

编者按

还有不到一周，万众瞩目的诺贝尔奖就将陆续揭晓各个奖项的得主。与往年一样，药明康德内容团队也将第一时间为读者朋友们报道诺奖的进展。在这个9月，让我们一道回顾曾斩获诺奖的重要发现。这些科学上的突破，彻底改变了我们对自然的认知。
如果你看过《生活大爆炸》，那么肯定对谢尔顿（Sheldon）的人设印象颇深，除了他特殊的为人处事之道，那份从小到大对科学的执着和狂热十分让人难忘。

尽管家庭里没有人从事科学工作，他却意外地与科学有与生俱来的缘分。

谢尔顿十二岁就尝试自己分离放射性同位素，甚至自己制造小型核反应堆，此举还引起特工的注意，最后材料被收缴。他也曾借助火车玩具验证了牛顿第一定律，还在寄宿学校开始尝试自己制造激光装置。

当然谢尔顿将这些视为了童年理所应当要做的事情，而不是家人关心的吃喝玩乐，电视剧最后也给了他一个完美的结局，他拿到了诺贝尔奖。

车库里的化学实验室

你可能觉得像谢尔顿这样的传奇人生只会存在于戏剧里，但如果你认识生物学家迈克尔·杨（Michael Young），那你会发现生活中往往会比戏剧更精彩。除了人物性格没有那么戏剧化，从童年，到爱情，到诺奖，他的经历几乎就是翻版的谢尔顿。

迈克尔出生于迈阿密，他的父亲是一名铝锭销售，母亲则在律所担任秘书工作，可以说家庭环境与谢尔顿一样，并没有任何科学氛围。

▲迈克尔·杨教授因在节律机制领域做出的贡献，2017年被授予诺贝尔生理学或医学奖（图片来源：The Nobel Foundation. Photo: A. Mahmoud）

但这并不耽误迈克尔从小对科学的兴趣，这种爱好仿佛是天生的。

在他妹妹和朋友的眼里，他是十足的怪人，玩模型玩具时，别人都是摆弄下汽车、飞机，迈克尔却非得把人物模型聚在一起，又分开，或者一排排坐在桌子上，他觉得这是研究社会行为的好方式。

无独有偶，迈克尔也喜欢摆弄化学装置和实验，他的父母特意给他在一个单独房间安了个实验室，在那里，迈克尔喜欢混合制作各种化学反应，例如用氯酸钾制造氧气，然后用火点燃，又或者产生一些会喷射液体的反应，弄得地板上满是去不掉的小白点。

为了保证安全，父母只好将实验室转移到车库里。这一点是不是和《小谢尔顿》里的场景似曾相识？

除了做实验，迈克尔还自己将割草机的发动机拆下来自己组装了一辆小型卡丁车，“它会以每小时30英里的速度行驶，不过刹车不怎么样。”这是迈克尔自己对杰作的评价。

在迈克尔十三岁左右的时候，他收到了父母送给他的一本书《地球上的生命奇迹》。在书里，他看到一些鸟类的迁徙是由某种内部时钟控制的，它们似乎会借助太阳的位置来确定迁徙方向。随着太阳位置改变，鸟类大脑的时钟也可以跟随时间调节继续跟踪。

▲人类一天的生理变化也与昼夜节律密切相关（图片来源：参考资料[5]）

这是迈克尔第一次接触到生物钟。他不知道的是，如同谢尔顿和弦理论的羁绊，生物钟与迈克尔的一生都会难分难舍，并助力他走向诺贝尔奖的领奖台。

“周期”和“永恒”

果蝇是一种适合研究节律的模式动物，但在诺奖道路最初的起点，你需要回答一个简单的问题：怎么判断果蝇是不是醒着？
答案很明了，如果它飞来飞去那就是醒着。

但困难的是，要如何一直守着确定果蝇的状态。人是要睡觉的，无法一直盯着果蝇是否在飞。于是迈克尔和同事合作制造了一个面包盒大小的工具，其中带有一个传感器，果蝇掠过的时候就会记录一次信号，由此可以信号频率记录来判断果蝇的状态。

这个装备出现后，曾有数千只经过基因改造的果蝇先后住进了这个工具箱中。

具体研究什么基因呢？在迈克尔研究生工作时，他的老师伯克·贾德（Burke Judd）曾拿出了一篇论文在他面前晃了晃，那是《美国国家科学院院刊》PNAS上一篇描述果蝇生物钟相关基因的文章，作者将其命名为了period（“周期”基因）。

迈克尔对此也非常感兴趣，他通过实验确定period是一个全新的基因，位于两个已知基因之间。神奇的是，他在后续实验中获得了仅仅有period缺陷的果蝇，它们除了昼夜节律消失，其他一切正常。

这也说明period在生物钟中是一个核心发条。

在后续的研究岁月中，迈克尔找到了一个很可能是period的转录单元。这个时候小盒子派上了用场，许多period缺陷的果蝇被放置了进去。每天早上来到实验室，迈克尔都会首先检查机器打印出的纸条，根据纸条上的信号规律，这些果蝇节律是完全紊乱的。

随后他们将提取出来的转录单元通过转基因的方式引入了缺陷果蝇，不久后，他再次收集了机器打印出的纸条。

可以肯定的是，加入了period转录单元的果蝇节律恢复正常了。period的全貌和功能第一次展现在了人类面前。

▲period基因激活后会产生PER蛋白，后者达到阈值后会进入细胞核关闭period基因，直到新的循环产生（图片来源：参考资料[6]）

在period之后，迈克尔继续对更多的时钟基因进行了追寻，在数千次的测试中，timeless基因（“永恒”基因）出现了，它具备许多和period相同的行为特征。

更重要的是，两个基因产生的蛋白可以进行配对，达到阈值之后就会进入细胞核阻止新蛋白的生产。随着配对蛋白不断清除，开关又会重新打开，开始新的一个循环。

这个循环就成为了我们内部的时钟，控制着昼夜节律，随着太阳升起落下在我们身体中上演。

最终迈克尔与两位同样在节律机制研究中做出杰出贡献的杰弗里·霍尔（Jeffrey Hall）, 迈克尔·罗斯巴什（Michael Rosbash）一起被授予了2017年的诺贝尔生理学或医学奖。

小小的剧情延续

值得一提的是，迈克尔的感情生活也与谢尔顿类似，只不过他和妻子劳蕾尔·埃克哈特（Laurel Eckhardt）认识的时间要更早。

把时钟重新拨回上世纪70年代，他们最初在伯克的课上相遇，第一次见面迈克尔打招呼，劳蕾尔都完全没有搭理他。之后他们才在伯克的办公室中互相介绍认识并熟络起来，最后两人在研究生阶段变得形影不离。

与谢尔顿的妻子艾米（Amy）很类似，劳蕾尔现在也是一名生物学教授，他们也仍然会在工作上互相合作。

在电视剧中我们可能很失望没看到谢尔顿到底会培养出怎样的孩子。

迈克尔可能可以帮你弥补这个遗憾，他和妻子共培育了两个女儿，一位是社会学的博士，另一位成为了出色的医师，可以说继承了父母的学术天赋。

他们在新墨西哥州建造了一座房子，在那里一家人会一起远足，写论文，探索自然界的秘密，就像迈克尔小时候一样。

参考资料：

[1] https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2017/young/facts/
[2] https://seek.rockefeller.edu/michael-w-young/
[3] https://www.shawprize.org/prizes-and-laureates/life-science-and-medicine/2013/autobiography-of-michael-young
[4] https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_W._Young
[5] https://www.nobelprize.org/uploads/2018/06/press-39.pdf