2017年诺贝尔奖获得者陆续揭晓中。诺贝尔生理学或医学奖、诺贝尔物理学奖以及诺贝尔化学奖已经公布获奖者，究竟花落谁家，我们一起来看看吧。

诺贝尔生理学或医学奖

解读人体生物钟分子机制

解决失眠的钥匙

北京时间10月2日下午，2017年诺贝尔生理学或医学奖揭晓，得主为杰弗里·霍尔、迈克尔·罗斯巴什和迈克尔·扬，以表彰他们在“生物节律的分子机制方面的发现”。

什么是生物钟分子机制？

从蓝绿藻到真菌、从植物到动物，地球生命普遍拥有一套内置的时钟，以24小时为周期调节生理活动，以适应我们这颗行星的自转和昼夜变化。获得2017年诺贝尔生理学或医学奖的三位科学家，在分子水平上揭示了生命时钟怎样“滴答”走动。

 含羞草叶子在黑暗中仍按昼夜规律开闭，向日葵在太阳尚未升起时已经朝向东方，人在亮如白昼的办公室里待到半夜照样犯困——生物的自然节律并不依赖于外界条件刺激，而是由某种内在机制掌控。钟表的核心元件是振荡器，比如钟摆、机械振子或石英电路，它们产生稳定的周期性振动。

那么在生物体里，这个振荡器是什么?

人们很早就发现生物节律特征可以遗传，随着分子生物学发展，科学界逐渐提出“生物钟基因”的设想。20世纪70年代，美国加州理工学院的西摩·本泽和罗纳德·科诺普卡用果蝇做实验，筛选相关的基因突变。

 果蝇的破蛹羽化有着特定节律，野生品种只在一天的特定时刻出蛹，周期是24小时。科诺普卡等人培养并筛选出了周期更长或更短，甚至没有周期的果蝇，发现它们在基因组的同一区域发生突变，从而定位到了生物钟基因，命名为“周期”基因。但限于技术发展水平，人们当时无法弄清这个基因的代码序列，因为克隆果蝇DNA的技术于70年代晚期才出现。

1984年，三名美国科学家，杰弗里·霍尔、迈克尔·罗斯巴什和迈克尔·扬克隆出了“周期”基因，并把它编码的蛋白质命名为PER。他们发现，果蝇体内的PER蛋白质浓度有规律地变动，振荡周期正是24小时。至此，人们找到了生物钟的“振荡器”，看到了它的振荡。

时隔30多年后，霍尔、罗斯巴什和扬因为这一研究发现最终摘获诺奖。霍尔在获奖后接受美联社采访时说，弄清这一机制有助于解决因昼夜节律紊乱导致的睡眠问题。

诺贝尔物理学奖

解读引力波

探测“时空的涟漪”

北京时间 10 月 3 日17 点 45 分许，美国物理学家雷纳·韦斯、基普·索恩和巴里·巴里什，因构思和设计激光干涉仪引力波天文台，对直接探测引力波做出杰出贡献，荣获2017年诺贝尔物理学奖。

什么是引力波？

根据爱因斯坦的相对论，时空是可以弯曲的，有质量的物体在其中运动，就会产生引力波。这就好比石头丢进水里会产生水波，引力波因此常被称作“时空的涟漪”。

但普通物体产生的这种引力波极为微弱，连爱因斯坦自己也认为很可能无法观测到。事实上，LIGO项目所观测到的两个黑洞合并产生的引力波，在仪器中只引起了比原子核还小得多的变化。相对论发表百年来，许多预言，如水星近日点进动以及引力红移效应都已获证实，但引力波一直没被探测到。因此，引力波又被称作广义相对论实验验证中最后一块缺失“拼图”。

引力波开启了人们认识宇宙的新途径。过去科学界探测宇宙，多是依靠光学望远镜、射电望远镜等手段，而引力波是与光不同的信息载体。

通过分析引力波信号，我们可以判断出遥远宇宙中发生了什么。引力波的波形特征与声波相似，这也是为什么科学家曾将其转换成声波，作为“宇宙的声音”播放出来。通过探测引力波来分析宇宙中的各种事件，就像根据乐器声波判断乐器的质地种类，以及乐手的演奏手法。

至于引力波在实际生活中有什么应用，科学家说，包括时空旅行这样的科幻设想还早得很，而利用引力波的宇宙通信目前来看也很遥远。不过引力波的发现无疑打开了一扇新的大门，给未来增加更多新的可能。

诺贝尔化学奖 

解读冷冻显微术

 “抓拍”生命分子的高清照片

北京时间10月4日，2017诺贝尔化学奖正式公布：2017年诺贝尔化学奖获得者雅克·杜邦内特, 约阿希姆·弗兰克和理查德·亨德森 ，以表彰他们发明冷冻电镜，利用冷冻电子显微镜技术以进行生物分子的高分辨率结构测定的巨大贡献。

什么是冷冻显微术？

在生物体内，无数复杂分子不断地运动着，形成又拆解、结合又分离，通过这些过程来实现各种生理功能。如果能任意“抓拍”高清照片、看清某个分子在特定瞬间的模样，将使我们更深入地理解生命如何运作。

近几年来迅速蹿红的低温冷冻电子显微术(Cryo—EM)就是这样一种“抓拍”手段。2017年诺贝尔化学奖的三位获奖者对该技术的发展作出了关键贡献。

1990年，英国剑桥分子生物学实验室的理查德·亨德森小组报告了他们对一种色素蛋白进行的三维重构，这项成果是低温冷冻电子显微术的重要里程碑，证明“冷冻样本-二维成像-三维重构”的确可以得到高分辨率的三维图像。它标志着一种研究生物大分子结构的新方法已经成形，其思路与X射线晶体学迥异，可以给生物体内溶液中、处于工作状态的分子“抓拍”快照。

近几年来，传统的电子显微术照相机被可以直接检测电子的设备取代，解决了图像转换导致细节丢失的问题，这个重大进展也是亨德森的贡献。低温冷冻电子显微术的“高清时代”终于来临。

来源：浙科院经管学院

编辑：游历

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