Élettani vagy orvostudományi Nobel-díj, 2017: Mi tesz minket ketyegővé
A 2017-es fiziológiai és orvosi Nobel-díjat három amerikai tudós kapta a cirkadián ritmust szabályozó molekuláris mechanizmusok felfedezéséért, a biológiai óra, amely előre jelzi a nappali/éjszakai ciklusokat, hogy optimalizálja az organizmusok fiziológiáját és viselkedését.
Jeffrey C Hall (L), Michael Rosbash (C), Michael W Young (R). (2013-as AP fájlfotó) A Drosophila melanogaster, a gyümölcslégy, amely több mint egy évszázada a genetika tesztágyaként szolgált, ismét termést hozott. Az élettani és orvosi Nobel-díjat három amerikai molekuláris biológus kapta, akik az 1970-es évek óta használták a Drosophilát a cirkadián ritmussal, a világgal szinkronban tartó belső órával kapcsolatos munkájuk során. Nyomon követi a Föld forgását, megmondja, mikor kell aludni, és mikor kell felkelni, és felkészít minket a mindennapi testfeladatokra, amelyeket éjjel-nappal végzünk – és azokra a kihívásokra, amelyekkel szembe kell néznünk.
A ritmus gondoskodik arról, hogy délelőtt maximális éberségben legyünk, ami nagyon hasznos, akár vadászó-gyűjtögető, akár takarmánykereső, akár ipari kapitány egy értekezleten. Láthatatlan módon is kifejti hatását, szabályozza a vérnyomás és a testhőmérséklet ciklusát. Közvetlenül éjfél előtt elnyomja a bélmozgást, és már kora reggel feladja az irányítást, biztosítva, hogy ne ébresszük fel magunkat a legmélyebb alvás és a legalacsonyabb anyagcsere időszakában. Az emberek osztoznak a cirkadián ritmuson állatokkal, növényekkel, gombákkal és még olyan régebbi életformákkal is, mint a cianobaktériumok – egysejtű szervezetek, amelyek olyan messze vannak az evolúciós láncban, hogy még csak nem is rendelkeznek egyértelműen meghatározott sejtmaggal.
A cirkadián ritmust már az ókorban megfigyelték – egy trireme kapitány, aki Nagy Sándor alatt hajózott az Arab-tengeren, leírta a tamarindlevelek nutációját. A jelenséggel kapcsolatos első tudományos kísérlet 1729-re datálódik, amikor Jean-Jacques d'Ortous de Mairan francia kronobiológus megfigyelte, hogy az érintés nélküli (Mimosa pudica) napi nyitása és zárása a növény tartása mellett is időben marad. teljes sötétségben. Ez volt az első lépés a cirkadián ritmus tudományának megértése felé – annak felismerése felé, hogy ez endogén, és nem olyan külső ingerek váltják ki, mint a napfény.
Míg a cirkadián ritmust részletesen megértették és leírták, a 2017-es fiziológiai és orvosi Nobel-díjat Jeffrey C Hall és Michael Rosbash, a Brandeis Egyetem élethosszig tartó kollégái, valamint Michael W Young, a Rockefeller Egyetem munkatársa kapta a motorháztető alá kerüléséért. mechanizmusának – a biológiai óra főrugója, amely ketyeg bennünket. Mint oly sok életfolyamat, ez is egy autonóm negatív visszacsatolási hurok. És tegnap sem azonosították.
A történet 1984-ben kezdődött, amikor Hall és Rosbash izolált egy „periódusgént”, ami akkoriban nehéz vállalkozás volt. Amikor 2012-ben elnyerték munkájukért a Canada Gairdner Nemzetközi Díjat, Hall felfedte, hogy egy kolléga megjegyezte, hogy ez volt az első alkalom, hogy egyetlen funkcióval társított gént izoláltak. 1990-ben kiderült, hogy a génről leírt mRNS kimozdult a sejtmagból, és egy „periódusfehérjét” szintetizált, amely visszasodródott a sejtmagba és blokkolta a „periódusgént”, megakadályozva a további termelést. A ciklus akkor indult újra, amikor a periódusos fehérje előfordulása csökkent. Az on-off szekvencia 24 órás szinuszszerű hullámot produkált a fehérje szintjében, ami megfelel a nappalnak és az éjszakának. Ez az óra ketyegése, amely a cirkadián ritmust működteti.
Bár a ritmus endogén, nyitott a korrekcióra. Úgy tűnik, hogy a test legtöbb sejtje rendelkezik vele, és a központi idegrendszer biológiai órájához kapcsolódnak, amikor kicsúsznak a fázisból, úgy, ahogyan az internetre csatlakoztatott számítógépek szinkronizálják óráikat univerzális időszerverekkel. Ezenkívül az olyan szenzoros ingerek, mint a nappali fény, az egész rendszert szinkronizálják a világgal. A teljesen vak embernek működő cirkadián ritmusa van, de külső korrekció vagy „bevonás” hiányában kiléphet a világból.
Az alvászavarban szenvedőknek hasonló problémáik lehetnek – a cirkadián ritmus, amely kissé eltér a külső világtól. A jet lag egy katasztrofális fázisprobléma, amelyben a szenvedő órák nincsenek összhangban a világgal, és valószínűleg zavart állapotban lesz, amíg a külső jelek vissza nem állítják a test óráját. Éppen ezért azt tanácsoljuk, hogy minél előbb kövesse az úti cél alvási ciklusát.
Az elmúlt években az orvostudomány a cirkadián szabályozási rendszer perifériájával foglalkozott. A melatonin, a tobozmirigy által termelt alvásszabályozó hormon használata meglehetősen divatossá vált, és a jet lag és az álmatlanság kezelésére írják fel. Felértékelődik a kronobiológia fontossága, amelynek úttörője olyan kutatók, mint Mairan, és összefüggések fedezhetők fel a gyógyszerek beadásának időzítése és hatékonysága között. Az olyan életmódbeli rendellenességek, mint a cukorbetegség és a szív- és érrendszeri betegségek, összefüggésbe hozhatók a cirkadián ritmuszavarokkal. És aggodalomra ad okot az olyan szakmák anyagcsere hatásai, amelyek erőteljesen eltérnek a normál cirkadián ritmustól – a légitársaságok személyzete veszélyben van, és a call center üzlet végleg megfordíthatja a dolgozók éjjel-napját.
Ezek perifériás tevékenységek, de a test órájának fő rugózásának megértése mélyebb beavatkozásokat tesz lehetővé. És bár Hall, Rosbash és Young munkája intracelluláris szinten zajlik, annak jobb megértéséhez kell vezetnie, hogyan működnek együtt a testben lévő órák milliói. Végül segíthet teljesen megfejteni a felszálló retikuláris aktiváló rendszer titkait, az agytörzsben lévő szerkezetet, amely szabályozza az alvás és az ébrenlét közötti átmenetet, úgy vélik, hogy ez a tudat székhelye, és nyugalommal válaszol a legalapvetőbb emberi kérdésre. biztosíték: létezem.
Jeffrey C Hall, 72 éves
Doktori fokozatot szerzett 1971-ben a Washingtoni Egyetemen Seattle-ben, posztdoktori ösztöndíjas volt a Caltechnél 1971-73-ban, 1974-ben csatlakozott a walthami Brandeis Egyetemhez, 2002-ben csatlakozott a Maine-i Egyetemhez.
Michael Rosbash, 73 éves
1970-ben doktori fokozatot szerzett az MIT-n, majd a következő három évben posztdoktori ösztöndíjas volt a skóciai Edinburgh-i Egyetemen. 1974 óta a Brandeis Egyetem oktatója az USA-beli Walthamben
Michael W Young, 68 éves
Doktori fokozatot szerzett a Texasi Egyetemen Austinban 1975-ben. 1975-77 között a Palo Alto-i Stanford Egyetem posztdoktori ösztöndíjasa volt. 1978-tól a New York-i Rockefeller Egyetem tanára
ALFRED NOBEL: Az ember a díj mögött
Alfred Nobel svéd kémikus, mérnök, feltaláló, üzletember és emberbarát, Stockholmban született 1833. október 21-én. 1867-ben, a nitroglicerinnel folytatott több éves kísérletezés végén Nobel szabadalmaztatta a dinamitot, amely forradalmasította a bányászatot és a mélyépítést. században. Továbbra is dolgozott a robbanóanyag-technológián és más kémiai találmányokon, és 1896-ban bekövetkezett haláláig 355 szabadalommal rendelkezett. Nobel társaságok galaxisát alapította és birtokolta, köztük 1894-től haláláig a Boforst.
1895. november 27-én Nobel aláírta harmadik, egyben utolsó végrendeletét, amelyben vagyonának nagy részét egy alap létrehozására hagyta, amelynek kamatait évente díjak formájában osztják szét azok között, akik az előző évben. , a legnagyobb haszonnal járt az emberiség számára.
Oszd Meg A Barátaiddal:
