Нобелівська премія з фізіології та медицини, 2017: Що змушує нас відбиватися
Нобелівську премію з фізіології та медицини за 2017 рік отримали три американські вчені за відкриття молекулярних механізмів, які контролюють циркадні ритми, біологічний годинник, який передбачає цикли день/ніч для оптимізації фізіології та поведінки організмів.
Джеффрі Сі Холл (зліва), Майкл Росбаш (з), Майкл В. Янг (справа). (фото файлу AP 2013) Drosophila melanogaster, плодова мушка, яка більше століття служила тестом генетики, знову принесла плоди. Нобелівську премію з фізіології та медицини отримали три американські молекулярні біологи, які використовували дрозофілу з 1970-х років у своїй роботі над циркадним ритмом, внутрішнім годинником, який підтримує нас у синхронізації зі світом. Він відстежує обертання Землі, повідомляє нам, коли лягати спати, а коли вставати, і готує нас до рутинних фізичних завдань, які ми виконуємо вдень і вночі, і до викликів, з якими ми можемо зіткнутися.
Ритм гарантує, що ми в середині ранку в максимальній готовності, що дуже корисно, незалежно від того, чи ви є мисливцем-збирачем на зборах, чи капітаном промисловості на зборах. Він також здійснює свій вплив невидимими шляхами, регулюючи цикл кров’яного тиску та температури тіла. Він пригнічує випорожнення кишечника незадовго до півночі і позбавляється контролю рано вранці, гарантуючи, що ми не прокидаємося під час найглибшого сну та найнижчого рівня метаболізму. Люди поділяють циркадний ритм з тваринами, рослинами, грибами і навіть архаїчними формами життя, такими як ціанобактерії — одноклітинні організми, які так далеко відійшли в еволюційний ланцюг, що навіть не мають чітко визначених клітинних ядер.
Циркадний ритм спостерігався з давніх часів — капітан трієри, який плавав Аравійським морем під керівництвом Олександра Македонського, описав нутацію листя тамаринда. Перший науковий експеримент щодо цього явища датується 1729 роком, коли французький хронобіолог Жан-Жак д'Орту де Майран помітив, що добове відкриття та закриття мімоза (Mimosa pudica) залишається вчасно, навіть якщо рослина зберігається. в повній темряві. Це був перший крок до розуміння науки про циркадний ритм — розуміння того, що він є ендогенним, а не викликається зовнішніми подразниками, такими як сонячне світло.
Хоча циркадний ритм був зрозумілий і детально описаний, Нобелівська премія з фізіології та медицини 2017 року була присуджена Джеффрі Сі Холлу та Майклу Росбашу, довічним колегам з Університету Брандейса, і Майклу В. Янгу з Університету Рокфеллера, за те, що вони потрапили під капот. його механізму — головна пружина біологічного годинника, яка змушує нас цокати. Як і багато інших життєвих процесів, він виявляється автономною петлею негативного зворотного зв’язку. І вчора це теж не було ідентифіковано.
Історія почалася в 1984 році, коли Холл і Росбаш виділили «ген періоду», що на той час було складним підприємством. Коли вони виграли міжнародну премію Канади Гейрднера за свою роботу в 2012 році, Холл розповів, що їхній колега зауважив, що це був перший раз, коли ген, пов’язаний з однією функцією, був виділений. У 1990 році було виявлено, що мРНК, списана з гена, вийшла з ядра клітини і синтезувала «періодичний білок», який дрейфував назад у ядро і блокував «ген періоду», запобігаючи подальшому виробленню. Цикл перезапускався, коли частота білка періоду знижувалася. Послідовність включення-вимкнення викликала 24-годинну синусоподібну хвилю в рівнях білка, що відповідає дню і ночі. Це тік-так годинника, який керує циркадним ритмом.
Однак, хоча ритм ендогенний, він відкритий для корекції. Здається, що більшість клітин в організмі його мають, і вони підключаються до біологічного годинника в центральній нервовій системі, коли вони відхиляються від фази, таким чином, що комп’ютери, підключені до Інтернету, синхронізують свої годинники з універсальними серверами часу. Крім того, сенсорні стимули, такі як денне світло, синхронізують всю систему зі світом. Повністю сліпа людина має робочий циркадний ритм, але за відсутності зовнішньої корекції чи «захоплення» вона може бути не в фазі зі світом.
Люди з розладами сну можуть мати подібні проблеми — циркадний ритм, який трохи не по фазі із зовнішнім світом. Реактивна затримка — це катастрофічна фазова проблема, коли страждають години не синхронізовані зі світом і, ймовірно, перебувають у стані плутанини, поки зовнішні сигнали не скинуть годинник організму. Тому рекомендується якомога швидше дотримуватися циклу сну місця призначення.
В останні роки медицина займається периферією циркадної регуляторної системи. Використання мелатоніну, гормону контролю сну, що виділяється епіфізом, стало модною модою, і його призначають для боротьби з затримкою часового руху та безсонням. Важливість хронобіології, започаткованої такими дослідниками, як Майран, цінується, і можна виявити кореляцію між часом введення ліків та їх ефективністю. Порушення способу життя, такі як цукровий діабет та серцево-судинні захворювання, пов’язані з порушенням циркадних ритмів. І існує занепокоєння з приводу метаболічних ефектів професій, які насильно відходять від нормального циркадного ритму — екіпажі авіакомпаній піддаються ризику, а бізнес кол-центру може назавжди змінити день і ніч працівника.
Це периферійні дії, але розуміння основної пружини біологічного годинника може дозволити більш глибокі втручання. І хоча робота Холла, Росбаша та Янга знаходиться на внутрішньоклітинному рівні, вона повинна призвести до кращого розуміння того, як мільйони годинників в організмі працюють разом. Зрештою, це могло б допомогти повністю розгадати секрети висхідної ретикулярної активаційної системи, структури в стовбурі мозку, яка регулює перехід між сном і неспанням, вважається осередком свідомості і відповідає на найважливіше людське питання спокійним. впевненість: я існую.
Джеффрі Сі Хол, 72
Отримав докторську ступінь у 1971 році в Університеті Вашингтона в Сіетлі, був докторантом у Каліфорнійському техніці, 1971-73, приєднався до Університету Брандейса в Уолтемі в 1974 році, став пов'язаним з Університетом Мен у 2002 році.
Майкл Росбаш, 73 роки
Отримав докторську ступінь у 1970 році в Массачусетському технологічному інституті і протягом наступних трьох років був науковим співробітником в Единбурзькому університеті в Шотландії. З 1974 року він працює на факультеті Університету Брандейса в Уолтемі, США
Майкл В. Янг, 68 років
Отримав ступінь доктора в Університеті Техасу в Остіні в 1975 році. У 1975-77 роках він був докторантом Стенфордського університету в Пало-Альто. З 1978 року він працює на факультеті Університету Рокфеллера в Нью-Йорку
АЛЬФРЕД НОБЕЛЬ: Людина за премією
Альфред Нобель, шведський хімік, інженер, винахідник, бізнесмен і філантроп, народився в Стокгольмі 21 жовтня 1833 року. У 1867 році, наприкінці кількох років експериментів з хімічним нітрогліцерином, Нобель запатентував динаміт, який зробив революцію в гірничому та цивільному будівництві. у 19 столітті. Він продовжував працювати над технологією вибухівки та іншими хімічними винаходами і на момент своєї смерті в 1896 році мав 355 патентів. Нобель заснував і володів галактикою компаній, у тому числі з 1894 року до своєї смерті Bofors.
27 листопада 1895 року Нобель підписав свою третю і останню волю, в якій залишив значну частину свого багатства на створення фонду, відсотки з якого будуть щорічно розподілятися у вигляді премій тим, хто протягом попереднього року , принесли б найбільшу користь людству.
Поділіться Зі Своїми Друзями:
