謝爾頓獲諾貝爾獎的過程（現實版的謝爾頓）

2023-06-03 15:59:08 1

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如果你看過《生活大爆炸》，那麼肯定對謝爾頓（Sheldon）的人設印象頗深，除了他特殊的為人處事之道，那份從小到大對科學的執著和狂熱十分讓人難忘。

儘管家庭裡沒有人從事科學工作，他卻意外地與科學有與生俱來的緣分。

謝爾頓十二歲就嘗試自己分離放射性同位素，甚至自己製造小型核反應堆，此舉還引起特工的注意，最後材料被收繳。他也曾藉助火車玩具驗證了牛頓第一定律，還在寄宿學校開始嘗試自己製造雷射裝置。

當然謝爾頓將這些視為了童年理所應當要做的事情，而不是家人關心的吃喝玩樂，電視劇最後也給了他一個完美的結局，他拿到了諾貝爾獎。

車庫裡的化學實驗室

你可能覺得像謝爾頓這樣的傳奇人生只會存在於戲劇裡，但如果你認識生物學家麥可·楊（Michael Young），那你會發現生活中往往會比戲劇更精彩。除了人物性格沒有那麼戲劇化，從童年，到愛情，到諾獎，他的經歷幾乎就是翻版的謝爾頓。

麥可出生於邁阿密，他的父親是一名鋁錠銷售，母親則在律所擔任秘書工作，可以說家庭環境與謝爾頓一樣，並沒有任何科學氛圍。

圖片來源：The Nobel Foundation. Photo: A. Mahmoud

▲麥可·楊教授因在節律機制領域做出的貢獻，2017年被授予諾貝爾生理學或醫學獎

但這並不耽誤麥可從小對科學的興趣，這種愛好仿佛是天生的。

在他妹妹和朋友的眼裡，他是十足的怪人，玩模型玩具時，別人都是擺弄下汽車、飛機，麥可卻非得把人物模型聚在一起，又分開，或者一排排坐在桌子上，他覺得這是研究社會行為的好方式。

無獨有偶，麥可也喜歡擺弄化學裝置和實驗，他的父母特意給他在一個單獨房間安了個實驗室，在那裡，麥可喜歡混合製作各種化學反應，例如用氯酸鉀製造氧氣，然後用火點燃，又或者產生一些會噴射液體的反應，弄得地板上滿是去不掉的小白點。

為了保證安全，父母只好將實驗室轉移到車庫裡。這一點是不是和《小謝爾頓》裡的場景似曾相識？

除了做實驗，麥可還自己將割草機的發動機拆下來自己組裝了一輛小型卡丁車，「它會以每小時30英裡的速度行駛，不過剎車不怎麼樣。」這是麥可自己對傑作的評價。

在麥可十三歲左右的時候，他收到了父母送給他的一本書《地球上的生命奇蹟》。在書裡，他看到一些鳥類的遷徙是由某種內部時鐘控制的，它們似乎會藉助太陽的位置來確定遷徙方向。隨著太陽位置改變，鳥類大腦的時鐘也可以跟隨時間調節繼續跟蹤。

▲人類一天的生理變化也與晝夜節律密切相關（圖片來源：參考資料[5]）

這是麥可第一次接觸到生物鐘。他不知道的是，如同謝爾頓和弦理論的羈絆，生物鐘與麥可的一生都會難分難捨，並助力他走向諾貝爾獎的領獎臺。

「周期」和「永恆」

果蠅是一種適合研究節律的模式動物，但在諾獎道路最初的起點，你需要回答一個簡單的問題：怎麼判斷果蠅是不是醒著？

答案很明了，如果它飛來飛去那就是醒著。

但困難的是，要如何一直守著確定果蠅的狀態。人是要睡覺的，無法一直盯著果蠅是否在飛。於是麥可和同事合作製造了一個麵包盒大小的工具，其中帶有一個傳感器，果蠅掠過的時候就會記錄一次信號，由此可以信號頻率記錄來判斷果蠅的狀態。

這個裝備出現後，曾有數千隻經過基因改造的果蠅先後住進了這個工具箱中。

具體研究什麼基因呢？在麥可研究生工作時，他的老師伯克·賈德（Burke Judd）曾拿出了一篇論文在他面前晃了晃，那是《美國國家科學院院刊》PNAS上一篇描述果蠅生物鐘相關基因的文章，作者將其命名為了period（「周期」基因）。

▲青年時期的麥可（圖片來源：洛克菲勒大學，courtesy：Michael Young）

麥可對此也非常感興趣，他通過實驗確定period是一個全新的基因，位於兩個已知基因之間。神奇的是，他在後續實驗中獲得了僅僅有period缺陷的果蠅，它們除了晝夜節律消失，其他一切正常。

這也說明period在生物鐘中是一個核心發條。

在後續的研究歲月中，麥可找到了一個很可能是period的轉錄單元。這個時候小盒子派上了用場，許多period缺陷的果蠅被放置了進去。每天早上來到實驗室，麥可都會首先檢查機器列印出的紙條，根據紙條上的信號規律，這些果蠅節律是完全紊亂的。

隨後他們將提取出來的轉錄單元通過轉基因的方式引入了缺陷果蠅，不久後，他再次收集了機器列印出的紙條。

可以肯定的是，加入了period轉錄單元的果蠅節律恢復正常了。period的全貌和功能第一次展現在了人類面前。

圖片來源：參考資料[6]

▲period基因激活後會產生PER蛋白，後者達到閾值後會進入細胞核關閉period基因，直到新的循環產生

在period之後，麥可繼續對更多的時鐘基因進行了追尋，在數千次的測試中，timeless基因（「永恆」基因）出現了，它具備許多和period相同的行為特徵。

更重要的是，兩個基因產生的蛋白可以進行配對，達到閾值之後就會進入細胞核阻止新蛋白的生產。隨著配對蛋白不斷清除，開關又會重新打開，開始新的一個循環。

這個循環就成為了我們內部的時鐘，控制著晝夜節律，隨著太陽升起落下在我們身體中上演。

最終麥可與兩位同樣在節律機制研究中做出傑出貢獻的傑弗裡·霍爾（Jeffrey Hall）, 麥可·羅斯巴什（Michael Rosbash）一起被授予了2017年的諾貝爾生理學或醫學獎。

小小的劇情延續

值得一提的是，麥可的感情生活也與謝爾頓類似，只不過他和妻子勞蕾爾·埃克哈特（Laurel Eckhardt）認識的時間要更早。

把時鐘重新撥回上世紀70年代，他們最初在伯克的課上相遇，第一次見面麥可打招呼，勞蕾爾都完全沒有搭理他。之後他們才在伯克的辦公室中互相介紹認識並熟絡起來，最後兩人在研究生階段變得形影不離。

與謝爾頓的妻子艾米（Amy）很類似，勞蕾爾現在也是一名生物學教授，他們也仍然會在工作上互相合作。

在電視劇中我們可能很失望沒看到謝爾頓到底會培養出怎樣的孩子。

▲上世紀90年代，麥可和妻子、女兒在郊外遠足（圖片來源：參考資料[1]）

麥可可能可以幫你彌補這個遺憾，他和妻子共培育了兩個女兒，一位是社會學的博士，另一位成為了出色的醫師，可以說繼承了父母的學術天賦。

他們在新墨西哥州建造了一座房子，在那裡一家人會一起遠足，寫論文，探索自然界的秘密，就像麥可小時候一樣。

參考資料：

[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

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