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邁克爾·揚 Michael Young
圖片來源：2017諾貝爾生醫獎——晝夜節律
出生	(1949-03-28) 1949年3月28日 美國佛羅里達州邁阿密
國籍	美國
母校	德克薩斯州大學奧斯汀分校
機構	德克薩斯州大學奧斯汀分校 斯坦福大學 洛克菲勒大學
知名於	晝夜節律
研究領域	時間生物學 生物學
獎項	邵逸夫生命科學及醫學獎（2013） 諾貝爾生理學或醫學獎（2017）

圖片來自（圖一）：解密生理時鐘 美3學者獲諾貝爾醫學獎

圖片來自（圖二）：2017 諾貝爾生理醫學獎：掌管晝夜律動的生理時鐘

邁克爾·沃倫·揚（英語：Michael Warren Young，1949年3月28日－），美國遺傳學家、美國國家科學院院士。1975年獲得克薩斯大學奧斯汀分校博士學位，1978年起任洛克菲勒大學教員，後成為該校副校長。2013年獲得邵逸夫生命科學及醫學獎，後於2017年與同屬美國籍的邁克爾·羅斯巴什和傑弗里·霍爾共同獲得諾貝爾生理學或醫學獎 。

邁克爾·揚 的 生理時鐘研究

源起

想想下列情況：

• 下午3點已飢腸轆轆，但過了晚餐時間就沒有食慾了；晚上7、8點左右就想上床睡覺，然後凌晨4點左右醒來就無法再入睡。
• 從美國東海岸飛到西海岸，其間有3小時的時差，為期一週的商務旅行或度假後，身體才剛適應新地區的作息時間表，卻又必須馬上返回東海岸，再次要適應以前在東海岸的例行時間表。

想到這些，是否有時感覺生理時鐘（如圖一）在和自己開玩笑！

拿果蠅作實驗

邁克爾·揚 和同事作了以下實驗：

• 幾乎每天都讓一批果蠅從紐約到舊金山 或 從舊金山到紐約，用以模擬旅行的時差效應。果蠅被放在恆溫箱內進行模擬旅行，一路上，恆溫箱中的燈隨著兩個城市之間太陽的起落而照亮或熄滅，模擬如同我們人類經歷從 A地 到 B地 一路上的時差效應。
• 利用橫貫大陸的高速公路識別，研究了幾種基因的功能，這些基因似乎正是生物時鐘構件中的齒輪，而生物時鐘則控制著從果蠅到老鼠和人類等大量生物的晝夜週期。

人類的生物時鐘

• 人類生物時鐘的主要齒是交叉上核（SCN），即腦底面一個區域（海馬）的神經細胞簇。每天早上，當光刺激視網膜的時候，特定的神經就向SCN傳遞訊號，而SCN則控制著大量生物活性物質的產生週期。
  • 例如nSCN刺激稱為松果腺的一個間腦區域。根據來自SCN的指令，松果腺有規律地產生褪黑激素，即所謂睡眠荷爾蒙。隨著白晝逐漸轉為黑夜，松果腺慢慢開始產生更多的褪黑激素。隨著這種激素在血液中的含量的提高，人體溫度略有下降，從而增強了睡眠傾向。

• 雖然光似乎每天都重新啟動生物時鐘，對那些同光隔絕的人的晝夜節律依然繼續發生作用，這表明SCN的活動是與生固有的。

果蠅的定時活動

• 1986年，邁克爾·揚在洛克菲勒大學的研究小組與由布蘭迪斯大學的Jefrey Hall、布蘭迪斯霍華德休斯醫學研究所的 Michael Rosbash 團隊一同發現，3隻突變果蠅在被稱為 Period（或Per）（如圖二）的單個基因上具有3種不同的變異。他們得出結論，Per基因在某種程度上積極參與了果蠅晝夜節律的形成和節律幅度的確定。

• 後來，又發現一種新基因，將其命名為 timeless 或 tim基因。

• 在一系列實驗中，他們發現 PER蛋白 和 TIM蛋白的生產形成了一個時鐘樣的反饋環。在per基因 和 tim基因的蛋白質濃度變得足夠高從而使二者相互結合之前，per基因 和 tim基因都是有活性的。當兩種蛋白質結合在一起時，它們就形成進入細胞核的複合體，關閉製造蛋白質的基因。幾小時之後，酶降解蛋白質複合體，基因重新開啟，迴圈又一次開始。

移動生物時鐘的指標

• 這兩種基因：per 和 time 協同作用形成生物時鐘的時候，我們立刻開始想知道怎樣重新啟動生物時鐘。畢竟，我們睡一醒，週期完全適應跨越任何小時區的旅行，儘管調整時差可能要花兩天或兩週時間。

並非只有果蠅才如此

• 業已證明，對果蠅進行時滯處理對理解，包括人類在內的哺乳動物的晝夜節律具有直接的意義。

• 1998年許多實驗室參與的另一項研究，發現了老鼠和人類 tim 基因，這些基因在上交叉核中活動。

前景

• 激動人心的前景是, 恢復諸如果蠅和老鼠等生物的整個生物時鐘調節基因系統。這些基因之一或者說分子鐘的一個組成部分本身將成為緩和時滯、輪班副作用、以及睡眠失調及相關抑鬱疾病之藥物的標靶。總有一天，適應從紐約到舊金山的旅行會變得更容易。

獲得諾貝爾生理學或醫學獎原因

• 為什麼你從臺灣飛到美國當晚，明明很累卻睡不著，等到白天時，明明該醒著的時候，卻又很睏，一躺就沈沈睡去？但很奇妙的，過幾天以後便可以與當地的人們一同作息。等到束裝回國後，又要再來一次「調時差」？

• 是「生理時鐘」（circadian rhythm）。由於地球大約每 24 小時自轉一次，因而讓我們的生活有了晝夜之分；為了配合晝夜輪替，我們的基因表現也需要「配合演出」。可是，人體共有超過兩萬個基因，這些基因不可能個別一一對晝夜變化進行反應，而是透過俗稱的「時鐘基因組」（clock genes）來調節全身上下所有的基因表現。

• 2017年諾貝爾生理學或醫學獎頒給了美國的 傑弗里·霍爾（Jeffrey C. Hall）、邁克爾·羅斯巴什（Michael Rosbash）和 邁克爾·揚（Michael W. Young），表彰他們對動物如何調節生理時鐘機制的研究。他們以果蠅（Drosophila melanogaster）為材料，發現果蠅的生理時鐘調節乃是透過包含PER（PERIOD）、TIM（TIMELESS）、DBT（DOUBLETIME）等幾個主要的基因來進行的。

視頻

2017諾貝爾獎》揭密人體生理時鐘　美國3學者共摘生醫獎殊榮