ЛжеНобелевская премия по физиологии и медицине 2017 года
Сначала о том, что пишут и как воспринимают то, за что дана Нобелевская премия.
Затем анализ всего этого.
Три гена джетлага: за что дали Нобелевскую премию по физиологии и медицине 2017 года
Обзор первой премии Нобелевской недели от Indicator.Ru
Wikimedia Commons/PxHere/Indicator.Ru
Нобелевский комитет сегодня определился с лауреатами премии по физиологии и медицине 2017 года. В этом году премия снова отправится в США: награду разделили Майкл Янг из Рокфеллеровского университета в Нью-Йорке, Майкл Росбаш из Университета Брэндейса и Джеффри Холл из Университета штата Мэн. Согласно решению Нобелевского комитета, эти исследователи награждены "за открытия молекулярных механизмов, контролирующих циркадные ритмы". Indicator.Ru рассказывает, в чем же заключалась их работа.
За что дали премию?
Итак, что же такое циркадные ритмы и что конкретно открыли лауреаты. Так уж сложилось, что мы живем на планете Земля, на которой день сменяется ночью. И в ходе приспособления к разным условиям дня и ночи у организмов и появились внутренние биологические часы - ритмы биохимической и физиологической активности организма. Показать, что у этих ритмов исключительно внутренняя природа, удалось только в 1980-х годах.
Генетический механизм циркадных ритмов нашли в 1960-х-1970-х годах. Оказалось, что все эти ритмы регулируются геном PER - period. Следующий шаг, который помог понять, как появляются и поддерживаются такие колебания циркадного ритма, сделали нынешние лауреаты.
Саморегулирующийся часовой механизм.
Джеффри Холл и Майкл Росбаш предположили, что кодируемый геном period белок PER блокирует работу собственного гена, и что такая петля обратной связи позволяет белку предотвращать собственный синтез и циклически, непрерывно регулировать свой уровень в клетках.
Модель была очень привлекательной, но для полной картины не хватало нескольких деталей паззла. Чтобы заблокировать активность гена, белку нужно пробраться в ядро клетки, где хранится генетический материал. Джеффри Холл и Майкл Росбаш показали, что белок PER накапливается в ядре за ночь, но не понимали, как ему удается попадать туда. В 1994 году Майкл Янг открыл второй ген циркадного ритма, timeless (с английского - "безвременный"). Он кодирует белок TIM, который нужен для нормальной работы наших внутренних часов. В своем изящном эксперименте он продемонстрировал, что только в паре TIM с PER, связавшись друг с другом, могут проникнуть в ядро клетки, где они и блокируют ген period.
Такой механизм обратной связи объяснил причину появления колебаний, но было непонятно, что же контролирует их частоту. Майкл Янг нашел другой ген, doubletime. В нем "записан" белок DBT, который может задержать накапливание белка PER. Так и происходит "отладка" колебаний, чтобы они совпадали с суточным циклом. Эти открытия совершили переворот в нашем понимании ключевых механизмов биологических часов человека. В течение последующих лет были найдены и другие белки, которые влияют на этот механизм и поддерживают его стабильную работу.
При резкой смене часовых поясов наступает джетлаг.
ПРИМЕЧАНИЕ.
Джетлаг - это синдром смены часового пояса - явление несовпадения ритма человека с дневным ритмом, вызванное быстрой сменой часовых поясов при перелёте на самолёте. Известно также как десинхрония или десинхроноз. Может сопровождаться усталостью, бессонницей, головной болью, потерей аппетита и другими состояниями дискомфорта.
Человек привыкает к определенной продолжительности дня и ночи, в зависимости от нее он выбирает время для сна, приема пищи. При перелете внутренние системы работают в режиме, запущенном дома, не способны моментально адаптироваться к новой ситуации. Количество дней, которые требуются для приспособления, определяются индивидуально.
Нобелевская премия по физиологии и медицине 2017 года
В Стокгольме объявили имена лауреатов Нобелевской премии по физиологии и медицине 2017 года. Ими стали Джеффри Холл, Майкл Розбаш и Майкл Янг. Премию вручили за "открытия молекулярных механизмов, управляющих циркадными ритмами". Циркадными ритмами называются циклические колебания интенсивности различных биологических процессов, связанные со сменой дня и ночи. Их исследования касаются работы "внутренних часов клеток", необходимых для адаптации и подготовки физиологии человека для различных фаз дня. Эти "внутренние часы" контролируют сон, гормональный уровень, температуру и обмен веществ.
Используя плодовых мушек в качестве модельного организма, нобелевские лауреаты этого года определили гены, которые управляют нормальным дневным биологическим ритмом. Они показали, что этот ген кодирует белок, который накапливается в клетке в течение ночи, а затем разрушается днем.
Затем они нашли еще один важный в этом процессе белок, раскрыв тем самым механизм, управляющий самоподдерживающимися "часами" внутри клеток. Теперь мы понимаем, что биологические часы работают по одинаковым принципам во всех многоклеточных организмах, в том числе у человека.
Нобелевская премия по физиологии и медицине 2017 года
СТОКГОЛЬМ, 9 октября. /ТАСС/. Нобелевская неделя - 2017 завершилась в понедельник церемонией объявления лауреатов премии Государственного банка Швеции памяти Альфреда Нобеля.
Как и за несколько предыдущих лет, абсолютное большинство наград в этом году досталось ученым из США. Восемь из десяти лауреатов представляют Новый Свет, лишь двое - Европу.
Научные номинации
Лауреатами Нобелевской премии 2017 года по физиологии и медицине стали американские биологи Майкл Янг, Джеффри Холл и Майкл Росбаш - первооткрыватели механизма так называемых "биологических часов", который работает почти во всех живых клетках. По мнению знатоков, открытие нобелевских лауреатов приблизило исследователей во всем мире к пониманию процессов возникновения многих заболеваний и механизма старения.
Нобелевская премия по физиологии и медицине 2017 года: молекулярный механизм биологических часов
2 октября 2017 года Нобелевский комитет огласил имена лауреатов Нобелевской премии 2017 года по физиологии и медицине. 9 млн шведских крон разделят поровну американские биологи Джеффри Холл (Jeffrey C. Hall), Майкл Розбаш (Michael Rosbash) и Майкл Янг (Michael W. Young) за своё открытие молекулярного механизма работы биологических часов, то есть бесконечно зацикленного циркадного ритма жизнедеятельности организмов, в том числе человека.
За миллионы лет жизнь адаптировалась к вращению планеты. Давным-давно известно, что у нас есть внутренние биологические часы, которые предвосхищают и адаптируются ко времени суток. Вечером хочется заснуть, а утром - проснуться. Гормоны выбрасываются в кровь строго по расписанию, а способности/поведение человека - координация, скорость реакции - тоже зависят от времени дня.
Нобелевские лауреаты изолировали ген, который контролирует дневной биологический ритм, у мух-дрозофил (у человека и мухи немало общих генов в силу наличия общих предков). Своё первое открытие они сделали 1984 году. Открытый ген назвали period.
Ген period кодирует протеин PER, который накапливается в клетках ночью и разрушается в течение дня. Концентрация белка PER изменяется по 24-часовому графику в соответствии с циркадным ритмом.
Затем они идентифицировали дополнительные компоненты белка и полностью раскрыли самодостаточный внутриклеточный механизм циркадного ритма - в этой уникальной реакции белок PER блокирует активность гена period, то есть PER блокирует синтез самого себя, но постепенно разрушается в течение дня. Это самодостаточный бесконечно зацикленный механизм. Он работает по такому же принципу в других многоклеточных организмах.
Теперь анализ этих обзоров.
Три открытых лауреатами гена не представляют собой биологические часы с ритмом 24 часа. Эти белки не являются задатчиками циркадного ритма 24 часа.
Доказательством, например, является эффект джетлага.
При перемещении живого организма (человека на самолёте, на поезде или в подводной лодке) в другой часовой пояс происходит сбой циркадного ритма - джетлаг. Как могут белки узнать, что они перемещаются в другие часовые пояса? Эту информацию они могут получить только извне и понятно, что она не связана со светом.
Поэтому эффект джетлага доказывает, что предложенный лауреатами вариант внутриклеточных биологических часов ошибочный.
Открытые белки не могут определить смену часовых поясов.
Задатчик любых биологических ритмов, а он общий, находится вне биологической клетки и он не является светом.
Задатчиком биологических ритмов является нейтральное излучение и массивные космические тела.
В роли приёмного устройства ритмов биологических часов выступает процесс изменения скорости химических реакций, не связанный с температурой, в каждой живой биологической клетке. Роль приёмного устройства ритмов биологических часов раскрыл российский учёный С.Э.Шноль, посвятив этому всю свою жизнь.
Обо всём этом в книге Николаева С.А. и Гречкосея Е.Н.