Нобелевская премия ученым, которые заглянули внутрь наших биологических часов

23.08.2018

2 октября 2017 года были объявлены лауреаты Нобелевской премии в области медицины и физиологии. В этом году ее удостоились американские ученые Джеффри Холл, Майкл Янг и Майкл Росбаш «За открытие молекулярных механизмов, контролирующих циркадный ритм», как сообщалось в официальном пресс-релизе премии.

Трое ученых из США разгадали секрет работы биологических часов человека

Слайд из презентации Нобелевского комитета.

Биологические часы человека

Трое ученых использовали плодовую мушку для извлечения гена, который контролирует 24-часовой цикл жизни почти всех живых организмов, включая человека. Исследователи буквально «влезли» внутрь наших биологических часов, чтобы найти объяснение тому, как растения, животные и человек адаптировали свои ритмы и синхронизировали их с циклом вращения Земли вокруг Солнца в процессе эволюции.

NOLIGHT

В ходе независимого исследования, проведенного на плодовой мушке, ученым удалось выделить ген, который кодируется определенным белком, вырабатываемым в наших клетках ночью и постепенно исчезающим в течение дня.

В чем значимость открытия?

За десятилетия исследований эти ученые определили механизмы, регулирующие часовой механизм внутри клетки, проливающие свет на биологию людей и другие многоклеточные организмы, биологические часы которых функционируют на одних и тех же принципах.

«С изящной точностью наши внутренние часы приспосабливают нашу физиологию к совершенно различным этапам дня», — отметили члены комитета. «Часы регулируют такие важные функции, как поведение, уровень гормонов, сон, температура тела и обмен веществ».

Слева направо: доктор Майкл Росбаш, доктор Майкл Янг и доктор Джеффри Холл.

Исследователи изучали плодовых мух, в которых ген, называемый Period, контролировал циркадный ритм; когда он был мутирован, насекомые потеряли этот ритм.

Что это был за ген и в чем заключался принцип его работы? Вопросы касались не только мух: все организмы, включая людей, живут по 24-часовому ритму, который контролирует не только сон и бодрствование, но и физиологию в целом, включая артериальное давление и частоту сердечных сокращений, бдительность, температуру тела и скорость реакции.

В 1984 году ученые изолировали ген Period и обнаружили, что клетки используют его для создания белка, который накапливается ночью, во время сна. В дневное время белок деградирует в соответствии с циклом сна-бодрствования насекомых.

Исследователи полагали, что этот белок, который они назвали PER, каким-то образом блокировал ген в течение дня. Поскольку PER был нарушен днем, ген восстановил свою функцию и снова работал на следующую ночь, направляя синтез PER.

Майкл Янг (Michael W. Young) после объявления решения Нобелевского комитета.

Вся система оказалась связана еще и с несколькими другими белками, необходимыми для контроля накопления PER. К ним относится тот, который прикрепляется к PER, помогая блокировать ген Period, а другой — замедляет накопление белка.

Продолжая исследовать эту биологическую систему на протяжении многих лет, ученые продолжали открывать еще другие компоненты, в частности, позволяющие свету воздействовать на 24-часовой ритм.

Их работа была ключевой, заключил Нобелевский комитет, потому что несогласованность между образом жизни человека и ритмом, продиктованным внутренним хронометристом — джетлаг после трансатлантического перелета, например, может повлиять на благосостояние и со временем может способствовать развитию различных заболеваний.

Нобелевская премия ученым, которые заглянули внутрь наших биологических часов

5 (100%) 1 голос[ов]