Το Νόμπελ Φυσιολογίας ή Ιατρικής 2017 απονεμήθηκε στους Αμερικανούς καθηγητές Geoffrey Hall, Michael Rosbash και Michael Young. Μελέτησαν τον μηχανισμό που ρυθμίζει τους κιρκάδιους ρυθμούς του σώματος, το λεγόμενο κυτταρικό ρολόι. Παρουσιάζοντας τους βραβευθέντες, ο εμπειρογνώμονας της Επιτροπής Νόμπελ τόνισε ότι αυτό το ίδιο το πρόβλημα απέχει πολύ από το να είναι καινούργιο. Τον 18ο αιώνα, ένας Γάλλος επιστήμονας επέστησε την προσοχή σε μερικά λουλούδια που ανοίγουν το πρωί και κλείνουν το βράδυ. Ο βιολόγος πραγματοποίησε ένα πείραμα τοποθετώντας λουλούδια σε απόλυτο σκοτάδι για αρκετές ημέρες. Και συμπεριφέρονταν σαν να βρίσκονταν σε φυσικές συνθήκες. Παρόμοια εικόνα παρατηρήθηκε και στη μελέτη άλλων φυτών και ζώων. Τότε, για πρώτη φορά, διατυπώθηκε μια υπόθεση για το εσωτερικό ρολόι των ζωντανών οργανισμών. Ποια είναι η ουσία τους;
Καθένας από εμάς γνωρίζει τι είναι ένα συνηθισμένο ρολόι, μετράμε τον χρόνο χρησιμοποιώντας ένα εκκρεμές. Αλλά αποδεικνύεται ότι σχεδόν όλα τα έμβια όντα έχουν το δικό τους εσωτερικό ρολόι και αντί για εκκρεμές, η αλλαγή της ημέρας και της νύχτας «λειτουργεί» μέσα μας, η οποία είναι συνέπεια της περιστροφής της Γης γύρω από τον άξονά της», δήλωσε ένας καθηγητής. στο Ινστιτούτο Επιστήμης και Τεχνολογίας Skolkovo και ένας καθηγητής στο Πανεπιστήμιο Rutgers είπε στον ανταποκριτή της RG, επικεφαλής εργαστηρίων στο Ινστιτούτο Μοριακής Γενετικής της Ρωσικής Ακαδημίας Επιστημών και στο Ινστιτούτο Γονιδιακής Βιολογίας της Ρωσικής Ακαδημίας Επιστημών. - Από την αρχή της ζωής, όλα τα έμβια όντα έπρεπε να προσαρμοστούν σε μια τέτοια αλλαγή. Ενεργοποιήστε αυτά τα μικρά ρολόγια σε κάθε κύτταρο οποιουδήποτε οργανισμού. Και ζήσε από αυτούς. Σύμφωνα με τις «ενδείξεις» τους, αλλάξτε τη φυσιολογία σας - τρέξτε, κοιμηθείτε, φάτε και ούτω καθεξής.
Οι σημερινοί βραβευθέντες αποφάσισαν στα τέλη της δεκαετίας του '70 να κοιτάξουν μέσα σε αυτά τα ρολόγια και να καταλάβουν πώς λειτουργούν. Για να γίνει αυτό, μελέτησαν μύγες φρούτων και επέλεξαν έντομα με μεταλλάξεις στις οποίες οι κύκλοι ύπνου-αφύπνισης τους άλλαζαν. Ας πούμε ότι κάποιοι κοιμήθηκαν εντελώς τυχαία. Με αυτόν τον τρόπο, κατέστη δυνατός ο εντοπισμός γονιδίων που είναι υπεύθυνα για τη διασφάλιση ότι οι κύκλοι είναι σωστοί και συντονισμένοι.
Και μετά οι επιστήμονες κατάλαβαν το μοριακό υπόβαθρο αυτών των ρολογιών», λέει ο Σεβερίνοφ. - Αποδείχθηκε ότι τα γονίδια που εντοπίστηκαν ελέγχουν την παραγωγή ορισμένων πρωτεϊνών με τέτοιο τρόπο που συσσωρεύονται τη νύχτα και καταρρέουν κατά τη διάρκεια της ημέρας. Στην πραγματικότητα, τέτοιες διακυμάνσεις στη συγκέντρωση είναι ένα είδος εκκρεμούς στο σώμα μας. Και ανάλογα με αυτό, ενεργοποιούνται διάφορα γονίδια στο κύτταρο, το οποίο ελέγχει τελικά πολλές διαδικασίες.
Τότε οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι ακριβώς ο ίδιος μηχανισμός λειτουργεί όχι μόνο στις μύγες, αλλά σε όλα τα ζωντανά όντα. Εφευρέθηκε από τη φύση για να μετράει το χρόνο στο σώμα. Η πρακτική σημασία αυτής της ανακάλυψης είναι προφανής, ας πούμε, πολλές ψυχικές διαταραχέςσχετίζεται με διαταραχές ύπνου λόγω διαταραχών στο σύστημα του κιρκάδιου κύκλου.
Αξιολογώντας την απονομή αυτού του βραβείου, αρκετοί ειδικοί έχουν ήδη δηλώσει ότι αυτό είναι ένα «ήρεμο βραβείο» δεν θα γίνει έκρηξη στην παγκόσμια επιστήμη, έστω και μόνο επειδή έγινε πριν από αρκετές δεκαετίες. Επιπλέον, η επιβράβευση παλαιών έργων γίνεται τάση. Ταυτόχρονα, η επιτροπή Νόμπελ πέρασε από το συγκλονιστικό έργο για την επεξεργασία του γονιδιώματος, που έγινε έκρηξη τα τελευταία χρόνια. «Δεν συμφωνώ με αυτήν την άποψη», λέει ο Severinov «Η επεξεργασία του γονιδιώματος θα πάρει το βραβείο της, και δεν είναι ακριβώς μια ανακάλυψη, αλλά μάλλον μια γενετική τεχνική και το κυτταρικό ρολόι είναι μια πραγματική, βαθιά θεμελιώδης επιστήμη ο κόσμος λειτουργεί.
Να σημειωθεί ότι η πρόβλεψη της Thomson Reuters, η οποία προέβλεψε τους βραβευθέντες από το 2002 και τις περισσότερες φορές μαντεύει τους βραβευθέντες σε σύγκριση με τους ανταγωνιστές της, αυτή τη φορά ήταν λάθος. Πόνταραν σε Αμερικανούς επιστήμονες που ασχολούνται με προβλήματα καρκίνου.
Η τελετή απονομής θα πραγματοποιηθεί παραδοσιακά στις 10 Δεκεμβρίου, την ημέρα του θανάτου του ιδρυτή των βραβείων Νόμπελ, Σουηδού επιχειρηματία και εφευρέτη Άλφρεντ Νόμπελ (1833-1896). Το βραβείο Νόμπελ 2017 αξίζει εννέα εκατομμύρια σουηδικές κορώνες (εκατομμύρια δολάρια ΗΠΑ).
Ο Jeffrey Hall γεννήθηκε το 1945 στη Νέα Υόρκη και εργάζεται στο Brandeis University από το 1974. Ο Michael Rosbash γεννήθηκε στο Kansas City και εργάζεται επίσης στο Brandeis University Ο Michael Young γεννήθηκε το 1945 στο Μαϊάμι και εργάζεται στο Πανεπιστήμιο Rockefeller στη Νέα Υόρκη .
Πώς λειτουργεί το βιολογικό ρολόι του σώματος. Γιατί απονεμήθηκε το Νόμπελ Ιατρικής το 2017;
Ιστότοπος Jeffrey Hall, Michael Rozbash και Michael Young
Τρεις Αμερικανοί επιστήμονες μοιράστηκαν το υψηλότερο επιστημονικό βραβείο για την έρευνα στον μηχανισμό των εσωτερικών ρολογιών σε ζωντανούς οργανισμούς
Η ζωή στη Γη είναι προσαρμοσμένη στην περιστροφή του πλανήτη μας γύρω από τον Ήλιο. Για πολλά χρόνια γνωρίζουμε για την ύπαρξη βιολογικών ρολογιών στους ζωντανούς οργανισμούς, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων, που βοηθούν στην πρόβλεψη και την προσαρμογή στον κιρκάδιο ρυθμό. Πώς ακριβώς όμως λειτουργεί αυτό το ρολόι; Αμερικανοί γενετιστές και χρονοβιολόγοι μπόρεσαν να κοιτάξουν μέσα σε αυτόν τον μηχανισμό και να ρίξουν φως στις κρυφές λειτουργίες του. Οι ανακαλύψεις τους εξηγούν πώς τα φυτά, τα ζώα και οι άνθρωποι προσαρμόζουν τους βιολογικούς τους ρυθμούς ώστε να συγχρονίζονται με τον καθημερινό κύκλο της περιστροφής της Γης.
Χρησιμοποιώντας μύγες φρούτων ως δοκιμαστικούς οργανισμούς, οι νικητές του βραβείου Νόμπελ 2017 απομόνωσαν ένα γονίδιο που ελέγχει τον κανονικό κιρκάδιο ρυθμό στα ζωντανά όντα. Έδειξαν επίσης πώς αυτό το γονίδιο κωδικοποιεί μια πρωτεΐνη που συσσωρεύεται στο κύτταρο τη νύχτα και διασπάται κατά τη διάρκεια της ημέρας, αναγκάζοντάς το να διατηρήσει αυτόν τον ρυθμό. Στη συνέχεια εντόπισαν πρόσθετα συστατικά πρωτεΐνης που ελέγχουν τον αυτοσυντηρούμενο μηχανισμό του ρολογιού μέσα στο κύτταρο. Και τώρα γνωρίζουμε ότι το βιολογικό ρολόι λειτουργεί σύμφωνα με την ίδια αρχή τόσο μέσα στα μεμονωμένα κύτταρα όσο και μέσα σε πολυκύτταρους οργανισμούς, όπως οι άνθρωποι.
Χάρη στην εξαιρετική ακρίβεια, το εσωτερικό μας ρολόι προσαρμόζει τη φυσιολογία μας σε τόσο διαφορετικές φάσεις της ημέρας - πρωί, απόγευμα, βράδυ και βράδυ. Αυτό το ρολόι ρυθμίζει τόσα πολλά σημαντικές λειτουργίες, όπως συμπεριφορά, επίπεδα ορμονών, ύπνος, θερμοκρασία σώματος και μεταβολισμός. Η ευημερία μας υποφέρει όταν το εξωτερικό περιβάλλον και το εσωτερικό ρολόι δεν συγχρονίζονται. Ένα παράδειγμα είναι το λεγόμενο jet lag, το οποίο εμφανίζεται μεταξύ των ταξιδιωτών που μετακινούνται από τη μια ζώνη ώρας στην άλλη και στη συνέχεια για μεγάλο χρονικό διάστημα δεν μπορούν να προσαρμοστούν στη μετατόπιση της ημέρας και της νύχτας. Κοιμούνται κατά τη διάρκεια της ημέρας και δεν μπορούν να κοιμηθούν το σκοτάδι. Υπάρχουν επίσης πολλά στοιχεία σήμερα ότι μια χρόνια αναντιστοιχία μεταξύ του τρόπου ζωής και των φυσικών βιορυθμών αυξάνει τον κίνδυνο διάφορες ασθένειες.
Το εσωτερικό μας ρολόι δεν μπορεί να ξεγελαστεί
Πείραμα της Επιτροπής Νόμπελ Jean-Jacques d'Hortois de Mairan
Οι περισσότεροι ζωντανοί οργανισμοί προσαρμόζονται σαφώς στις καθημερινές αλλαγές περιβάλλο. Ένας από τους πρώτους που απέδειξε την παρουσία αυτής της προσαρμογής τον 18ο αιώνα ήταν ο Γάλλος αστρονόμος Jean-Jacques d'Ortois de Mairan παρατήρησε έναν θάμνο μιμόζας και ανακάλυψε ότι τα φύλλα του γυρίζουν για να ακολουθήσουν τον ήλιο κατά τη διάρκεια της ημέρας και κλείνουν Ηλιοβασίλεμα Ο επιστήμονας αναρωτήθηκε τι θα συνέβαινε αν το φυτό βρισκόταν σε συνεχές σκοτάδι ηλιακό φως, τα φύλλα της πειραματικής μιμόζας συνεχίζουν να κάνουν τις συνηθισμένες καθημερινές τους κινήσεις. Όπως αποδεικνύεται, τα φυτά έχουν το δικό τους εσωτερικό ρολόι.
Πιο πρόσφατη έρευνα έχει δείξει ότι όχι μόνο τα φυτά, αλλά και τα ζώα και οι άνθρωποι υπόκεινται σε ένα βιολογικό ρολόι που βοηθά στην προσαρμογή της φυσιολογίας μας στις καθημερινές αλλαγές. Αυτή η προσαρμογή ονομάζεται κιρκάδιος ρυθμός. Ο όρος προέρχεται από Λατινικές λέξειςπερίπου – «περίπου» και πεθαίνει – «ημέρα». Αλλά το πώς ακριβώς λειτουργεί αυτό το βιολογικό ρολόι παρέμενε για καιρό ένα μυστήριο.
Ανακάλυψη του «γονιδίου του ρολογιού»
Στη δεκαετία του 1970, ο Αμερικανός φυσικός, βιολόγος και ψυχογενετιστής Seymour Benzer, μαζί με τον μαθητή του Ronald Konopka, ερεύνησαν εάν ήταν δυνατό να απομονωθούν γονίδια που ελέγχουν τον κιρκάδιο ρυθμό στις μύγες των φρούτων. Οι επιστήμονες κατάφεραν να δείξουν ότι μεταλλάξεις σε ένα άγνωστο σε αυτούς γονίδιο διαταράσσουν αυτόν τον ρυθμό στα πειραματικά έντομα. Το ονόμασαν γονίδιο περιόδου. Πώς όμως επηρέασε αυτό το γονίδιο τον κιρκάδιο ρυθμό;
Οι νικητές του βραβείου Νόμπελ 2017 πραγματοποίησαν επίσης πειράματα σε μύγες φρούτων. Στόχος τους ήταν να ανακαλύψουν τον μηχανισμό του εσωτερικού ρολογιού. Το 1984, ο Jeffrey Hall και ο Michael Rozbash, που συνεργάστηκαν στενά στο Πανεπιστήμιο Brandeis στη Βοστώνη, και ο Michael Young στο Πανεπιστήμιο Rockefeller στη Νέα Υόρκη, απομόνωσαν με επιτυχία το γονίδιο περιόδου. Ο Hall και ο Rozbash ανακάλυψαν στη συνέχεια ότι η πρωτεΐνη PER που κωδικοποιείται από αυτό το γονίδιο συσσωρεύεται στα κύτταρα κατά τη διάρκεια της νύχτας και καταστρέφεται κατά τη διάρκεια της ημέρας. Έτσι, το επίπεδο αυτής της πρωτεΐνης κυμαίνεται σε έναν κύκλο 24 ωρών σε συγχρονισμό με τον κιρκάδιο ρυθμό. Ανακαλύφθηκε το «εκκρεμές» του εσωτερικού κυτταρικού ρολογιού.
Μηχανισμός αυτορυθμιζόμενου ρολογιού
Ένα απλοποιημένο διάγραμμα του έργου των πρωτεϊνών στο κύτταρο που ρυθμίζουν τον κιρκάδιο ρυθμό Επιτροπή Νόμπελ
Ο επόμενος βασικός στόχος ήταν να κατανοήσουμε πώς αυτές οι κιρκαδικές ταλαντώσεις θα μπορούσαν να προκύψουν και να διατηρηθούν. Οι Hall και Rozbash πρότειναν ότι η πρωτεΐνη PER μπλοκάρει τη δραστηριότητα του γονιδίου περιόδου κατά τη διάρκεια του ημερήσιου κύκλου. Πίστευαν ότι, μέσω ενός ανασταλτικού βρόχου ανάδρασης, η πρωτεΐνη PER μπορούσε περιοδικά να αναστείλει τη δική της σύνθεση και έτσι να ρυθμίσει τα επίπεδά της σε έναν συνεχή κυκλικό ρυθμό.
Για να κατασκευαστεί αυτό το περίεργο μοντέλο, έλειπαν μόνο μερικά στοιχεία. Για να μπλοκάρει τη δραστηριότητα ενός γονιδίου περιόδου, η πρωτεΐνη PER που παράγεται στο κυτταρόπλασμα θα πρέπει να φτάσει στον πυρήνα του κυττάρου, όπου περιέχεται το γενετικό υλικό. Πειράματα των Hall και Rozbash έδειξαν ότι αυτή η πρωτεΐνη συσσωρεύεται πραγματικά στον πυρήνα τη νύχτα. Πώς όμως φτάνει εκεί; Αυτή η ερώτηση απαντήθηκε το 1994 από τον Michael Young, ο οποίος ανακάλυψε το δεύτερο κλειδί «γονίδιο ρολογιού», το οποίο κωδικοποιεί την πρωτεΐνη TIM που είναι απαραίτητη για τη διατήρηση ενός φυσιολογικού κιρκάδιου ρυθμού. Σε απλή και κομψή εργασία, έδειξε ότι όταν το TIM δεσμεύεται στο PER, οι δύο πρωτεΐνες είναι σε θέση να εισέλθουν στον πυρήνα του κυττάρου, όπου στην πραγματικότητα εμποδίζουν το γονίδιο περιόδου να λειτουργήσει για να κλείσει τον ανασταλτικό βρόχο ανάδρασης.
Αυτός ο ρυθμιστικός μηχανισμός εξήγησε πώς προέκυψε αυτή η διακύμανση στα επίπεδα. κυτταρική πρωτεΐνη, αλλά και πάλι δεν απάντησε σε όλες τις ερωτήσεις. Για παράδειγμα, ήταν απαραίτητο να καθοριστεί τι ελέγχει τη συχνότητα των ημερήσιων διακυμάνσεων. Για να λύσει αυτό το πρόβλημα, ο Michael Young απομόνωσε ένα άλλο γονίδιο που κωδικοποιεί την πρωτεΐνη DBT, η οποία καθυστερεί τη συσσώρευση της πρωτεΐνης PER. Έτσι, κατέστη δυνατό να κατανοήσουμε πώς ρυθμίζεται αυτή η ταλάντωση ώστε να συμπίπτει όσο το δυνατόν περισσότερο με τον 24ωρο κύκλο.
Αυτές οι ανακαλύψεις που έγιναν από τους σημερινούς βραβευθέντες αποτελούν τη βάση των βασικών αρχών της λειτουργίας του βιολογικού ρολογιού. Στη συνέχεια, ανακαλύφθηκαν και άλλα μοριακά συστατικά αυτού του μηχανισμού. Εξηγούν τη σταθερότητα της λειτουργίας του και την αρχή λειτουργίας του. Για παράδειγμα, οι Hall, Rozbash και Young ανακάλυψαν πρόσθετες πρωτεΐνες που απαιτούνται για την ενεργοποίηση του γονιδίου περιόδου, καθώς και έναν μηχανισμό με τον οποίο το φως της ημέρας συγχρονίζει το ρολόι του σώματος.
Η επίδραση των κιρκάδιων ρυθμών στην ανθρώπινη ζωή
Επιτροπή Νόμπελ ανθρώπινου κιρκάδιου ρυθμού
Το βιολογικό ρολόι εμπλέκεται σε πολλές πτυχές της πολύπλοκης φυσιολογίας μας. Γνωρίζουμε πλέον ότι όλοι οι πολυκύτταροι οργανισμοί, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων, χρησιμοποιούν παρόμοιους μηχανισμούς για τον έλεγχο των κιρκάδιων ρυθμών. Τα περισσότερα από τα γονίδιά μας είναι ρυθμισμένα βιολογικό ρολόιΕπομένως, ένας προσεκτικά συντονισμένος κιρκάδιος ρυθμός προσαρμόζει τη φυσιολογία μας στις διάφορες φάσεις της ημέρας. Χάρη στο θεμελιώδες έργο των σημερινών τριών νικητών του βραβείου Νόμπελ, η κιρκαδική βιολογία έχει εξελιχθεί σε ένα ευρύ και δυναμικό πεδίο έρευνας που εξετάζει την επίδραση των κιρκάδιων ρυθμών στην υγεία και την ευημερία μας. Και λάβαμε άλλη μια επιβεβαίωση ότι είναι ακόμα καλύτερο να κοιμάσαι το βράδυ, ακόμα κι αν είσαι ξενύχτισσα. Είναι πιο υγιεινό.
Αναφορά
Τζέφρι Χολ– γεννήθηκε το 1945 στη Νέα Υόρκη των Η.Π.Α. Έλαβε το διδακτορικό του το 1971 από το Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον (Σιάτλ, Ουάσιγκτον). Μέχρι το 1973 κατείχε τη θέση του καθηγητή στο Californian Πολυτεχνείο(Πασαντίνα, Καλιφόρνια). Από το 1974 εργάζεται στο Πανεπιστήμιο Brandeis (Waltham, Μασαχουσέτη). Το 2002 άρχισε να συνεργάζεται με το Πανεπιστήμιο του Μέιν.
Μάικλ Ρόζμπας– γεννήθηκε το 1944 στο Κάνσας Σίτι των Η.Π.Α. Ολοκλήρωσε το διδακτορικό του στο Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Μασαχουσέτης (Κέιμπριτζ, Μασαχουσέτη). Για τα επόμενα τρία χρόνια ήταν διδακτορικός φοιτητής στο Πανεπιστήμιο του Εδιμβούργου στη Σκωτία. Από το 1974 εργάζεται στο Πανεπιστήμιο Brandeis (Waltham, Μασαχουσέτη).
Μάικλ Γιανγκ– γεννήθηκε το 1949 στο Μαϊάμι των Η.Π.Α. Ολοκλήρωσε τις διδακτορικές του σπουδές στο Πανεπιστήμιο του Τέξας (Όστιν, Τέξας) το 1975. Μέχρι το 1977 ολοκλήρωσε μεταδιδακτορικές σπουδές στο Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ (Πάλο Άλτο, Καλιφόρνια). Το 1978 εντάχθηκε στη σχολή του Πανεπιστημίου Ροκφέλερ στη Νέα Υόρκη.
Μετάφραση υλικού από τη Βασιλική Σουηδική Ακαδημία Επιστημών.
Βραβείο Νόμπελ Φυσιολογίας ή Ιατρικής. Οι ιδιοκτήτες του ήταν μια ομάδα επιστημόνων από τις ΗΠΑ. Οι Michael Young, Geoffrey Hall και Michael Rosbash έλαβαν το βραβείο για την ανακάλυψη των μοριακών μηχανισμών που ελέγχουν τον κιρκάδιο ρυθμό.
Σύμφωνα με τη διαθήκη του Άλφρεντ Νόμπελ, το βραβείο απονέμεται σε «όποιον κάνει μια σημαντική ανακάλυψη» στον τομέα αυτό. Οι συντάκτες του TASS-DOSSIER έχουν ετοιμάσει υλικό για τη διαδικασία απονομής αυτού του βραβείου και τους βραβευθέντες του.
Απονομή του Βραβείου και ανάδειξη υποψηφίων
Η Συνέλευση Νόμπελ του Ινστιτούτου Karolinska, που βρίσκεται στη Στοκχόλμη, είναι υπεύθυνη για την απονομή του βραβείου. Η Συνέλευση αποτελείται από 50 καθηγητές του ινστιτούτου. Το σώμα εργασίας της είναι η Επιτροπή Νόμπελ. Αποτελείται από πέντε άτομα που εκλέγονται από τη συνέλευση μεταξύ των μελών της για τρία χρόνια. Η Συνέλευση συνέρχεται πολλές φορές το χρόνο για να συζητήσει τους υποψηφίους που επιλέγονται από την επιτροπή και την πρώτη Δευτέρα του Οκτωβρίου εκλέγει τον βραβευθέντα κατά πλειοψηφία.
Οι επιστήμονες έχουν το δικαίωμα να υποβάλουν υποψηφιότητα για το βραβείο διαφορετικές χώρες, συμπεριλαμβανομένων μελών της Συνέλευσης Νόμπελ του Ινστιτούτου Καρολίνσκα και νικητών των βραβείων Νόμπελ στη Φυσιολογία και την Ιατρική και στη Χημεία, οι οποίοι έλαβαν ειδικές προσκλήσεις από την Επιτροπή Νόμπελ. Οι υποψήφιοι μπορούν να προταθούν από τον Σεπτέμβριο έως τις 31 Ιανουαρίου προσεχές έτος. Υπάρχουν 361 άτομα που διεκδικούν το βραβείο το 2017.
Βραβευθέντες
Το βραβείο απονέμεται από το 1901. Ο πρώτος βραβευμένος ήταν Γερμανός γιατρός, μικροβιολόγος και ανοσολόγος Emil Adolf von Behring, ο οποίος ανέπτυξε μια μέθοδο ανοσοποίησης κατά της διφθερίτιδας. Το 1902, το βραβείο δόθηκε στον Ronald Ross (Μεγάλη Βρετανία) που μελέτησε την ελονοσία. το 1905 - Robert Koch (Γερμανία), ο οποίος μελέτησε τους αιτιολογικούς παράγοντες της φυματίωσης. το 1923 - Frederick Banting (Καναδάς) και John MacLeod (Μεγάλη Βρετανία) που ανακάλυψαν την ινσουλίνη. το 1924 - ο ιδρυτής της ηλεκτροκαρδιογραφίας, Willem Einthoven (Ολλανδία). το 2003, ο Paul Lauterbur (ΗΠΑ) και ο Peter Mansfield (Ηνωμένο Βασίλειο) ανέπτυξαν τη μέθοδο της μαγνητικής τομογραφίας.
Σύμφωνα με την Επιτροπή Νόμπελ του Ινστιτούτου Karolinska, το πιο διάσημο βραβείο εξακολουθεί να είναι το βραβείο του 1945 που απονεμήθηκε στους Alexander Fleming, Ernest Chain και Howard Florey (Μεγάλη Βρετανία), οι οποίοι ανακάλυψαν την πενικιλίνη. Ορισμένες ανακαλύψεις έχουν χάσει τη σημασία τους με την πάροδο του χρόνου. Μεταξύ αυτών είναι η μέθοδος λοβοτομής που χρησιμοποιείται στη θεραπεία φρενοβλάβεια. Ο Πορτογάλος António Egas-Moniz έλαβε το βραβείο για την ανάπτυξή του το 1949.
Το 2016, το βραβείο απονεμήθηκε στον Ιάπωνα βιολόγο Yoshinori Ohsumi «για την ανακάλυψη του μηχανισμού της αυτοφαγίας» (η διαδικασία ενός κυττάρου που επεξεργάζεται περιττά περιεχόμενα σε αυτό).
Σύμφωνα με την ιστοσελίδα του Νόμπελ, σήμερα υπάρχουν 211 άτομα στη λίστα των νικητών, μεταξύ των οποίων 12 γυναίκες. Μεταξύ των βραβευθέντων είναι δύο συμπατριώτες μας: ο φυσιολόγος Ivan Pavlov (1904· για εργασία στον τομέα της φυσιολογίας του πεπτικού συστήματος) και ο βιολόγος και παθολόγος Ilya Mechnikov (1908· για έρευνα σχετικά με την ανοσία).
Στατιστική
Το 1901-2016, το Βραβείο Φυσιολογίας ή Ιατρικής απονεμήθηκε 107 φορές (το 1915-1918, 1921, 1925, 1940-1942, η Συνέλευση Νόμπελ του Ινστιτούτου Καρολίνσκα δεν μπόρεσε να επιλέξει βραβευμένο). 32 φορές το βραβείο μοιράστηκε σε δύο βραβευθέντες και 36 φορές σε τρεις. Μεσαίωναςοι βραβευθέντες είναι 58 ετών. Ο νεότερος είναι ο Καναδός Φρέντερικ Μπάντινγκ, ο οποίος έλαβε το βραβείο το 1923 σε ηλικία 32 ετών, ο μεγαλύτερος είναι ο 87χρονος Αμερικανός Φράνσις Πέιτον Ρόουζ (1966).
Στις 2 Οκτωβρίου 2017, η Επιτροπή Νόμπελ ανακοίνωσε τα ονόματα των νικητών του βραβείου Νόμπελ 2017 στη φυσιολογία ή την ιατρική. 9 εκατομμύρια σουηδικές κορώνες θα μοιραστούν ισόποσα από τους Αμερικανούς βιολόγους Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash και Michael W. Young για την ανακάλυψη του μοριακού μηχανισμού του βιολογικού ρολογιού, δηλαδή τον ατελείωτα κυκλωμένο κιρκάδιο ρυθμό της ζωής των οργανισμών, συμπεριλαμβανομένων ανθρώπους.
Για εκατομμύρια χρόνια, η ζωή έχει προσαρμοστεί στην περιστροφή του πλανήτη. Είναι γνωστό εδώ και πολύ καιρό ότι έχουμε ένα εσωτερικό βιολογικό ρολόι που προβλέπει και προσαρμόζεται στην ώρα της ημέρας. Το βράδυ θέλω να κοιμηθώ, και το πρωί θέλω να ξυπνήσω. Οι ορμόνες απελευθερώνονται στο αίμα αυστηρά σύμφωνα με ένα πρόγραμμα και οι ικανότητες/συμπεριφορά ενός ατόμου - συντονισμός, ταχύτητα αντίδρασης - εξαρτώνται επίσης από την ώρα της ημέρας. Πώς λειτουργεί όμως αυτό το εσωτερικό ρολόι;
Η ανακάλυψη του βιολογικού ρολογιού αποδίδεται στον Γάλλο αστρονόμο Jean-Jacques de Meran, ο οποίος τον 18ο αιώνα παρατήρησε ότι η μιμόζα ανοίγει προς τον Ήλιο τη μέρα και κλείνει τη νύχτα. Αναρωτήθηκε πώς θα συμπεριφερόταν το φυτό αν τοποθετούνταν σε σκοτάδι. Αποδείχθηκε ότι ακόμη και στο σκοτάδι, η μιμόζα ακολουθούσε το σχέδιο - ήταν σαν να είχε εσωτερικό ρολόι.
Αργότερα, τέτοιοι βιορυθμοί βρέθηκαν σε άλλα φυτά, ζώα και ανθρώπους. Σχεδόν όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί στον πλανήτη αντιδρούν στον Ήλιο: ο κιρκάδιος ρυθμός είναι στενά ενσωματωμένος στη γήινη ζωή, στον μεταβολισμό όλης της ζωής στον πλανήτη. Όμως το πώς λειτουργεί αυτός ο μηχανισμός παρέμεινε μυστήριο.
Οι βραβευμένοι με Νόμπελ απομόνωσαν ένα γονίδιο που ελέγχει την ημέρα βιολογικό ρυθμό, στις φρουτόμυγες (οι άνθρωποι και οι μύγες έχουν πολλά κοινά γονίδια λόγω της παρουσίας κοινών προγόνων). Έκαναν την πρώτη τους ανακάλυψη το 1984. Το γονίδιο που ανακαλύφθηκε ονομάστηκε περίοδος.
Γονίδιο περίοδοςκωδικοποιεί την πρωτεΐνη PER, η οποία συσσωρεύεται στα κύτταρα τη νύχτα και καταστρέφεται κατά τη διάρκεια της ημέρας. Η συγκέντρωση πρωτεΐνης PER ποικίλλει σε ένα πρόγραμμα 24 ωρών σύμφωνα με τον κιρκάδιο ρυθμό.
Στη συνέχεια εντόπισαν πρόσθετα συστατικά της πρωτεΐνης και αποκάλυψαν πλήρως τον αυτάρκη ενδοκυτταρικό μηχανισμό του κιρκάδιου ρυθμού - σε αυτή τη μοναδική απόκριση, η πρωτεΐνη PER μπλοκάρει τη γονιδιακή δραστηριότητα περίοδος, δηλαδή, το PER μπλοκάρει τη σύνθεση του εαυτού του, αλλά σταδιακά διασπάται κατά τη διάρκεια της ημέρας (βλ. διάγραμμα παραπάνω). Αυτός είναι ένας αυτοδύναμος μηχανισμός ατελείωτου βρόχου. Λειτουργεί με την ίδια αρχή σε άλλους πολυκύτταρους οργανισμούς.
Μετά την ανακάλυψη του γονιδίου, της αντίστοιχης πρωτεΐνης και του συνολικού μηχανισμού του εσωτερικού ρολογιού, έλειπαν μερικά ακόμη κομμάτια του παζλ. Οι επιστήμονες γνώριζαν ότι η πρωτεΐνη PER συσσωρεύεται στον πυρήνα του κυττάρου τη νύχτα. Γνώριζαν επίσης ότι το αντίστοιχο mRNA παράγεται στο κυτταρόπλασμα. Δεν ήταν σαφές πώς η πρωτεΐνη εισέρχεται από το κυτταρόπλασμα στον πυρήνα του κυττάρου. Το 1994, ο Michael Young ανακάλυψε ένα άλλο γονίδιο αιώνιος, η οποία κωδικοποιεί την πρωτεΐνη TIM, επίσης απαραίτητη για κανονική λειτουργίαεσωτερικό ρολόι. Απέδειξε ότι εάν το TIM προσκολληθεί στο PER, τότε ένα ζεύγος πρωτεϊνών μπορεί να διεισδύσει στον πυρήνα του κυττάρου, όπου μπλοκάρουν τη γονιδιακή δραστηριότητα περίοδος, κλείνοντας έτσι τον ατελείωτο κύκλο παραγωγής πρωτεΐνης PER.
Αποδεικνύεται ότι αυτός ο μηχανισμός προσαρμόζει το εσωτερικό μας ρολόι στην ώρα της ημέρας με εξαιρετική ακρίβεια. Ρυθμίζει διαφορετικά κρίσιμες λειτουργίεςσώμα, συμπεριλαμβανομένης της ανθρώπινης συμπεριφοράς, των επιπέδων ορμονών, του ύπνου, της θερμοκρασίας του σώματος και του μεταβολισμού. Ένα άτομο αισθάνεται αδιαθεσία εάν υπάρχει μια προσωρινή ασυμφωνία μεταξύ εξωτερικές συνθήκεςκαι το εσωτερικό βιολογικό του ρολόι, για παράδειγμα, όταν ταξιδεύετε μεγάλες αποστάσεις σε διαφορετικές ζώνες ώρας. Υπάρχουν επίσης στοιχεία ότι η χρόνια αναντιστοιχία μεταξύ του τρόπου ζωής και του εσωτερικού ρολογιού σχετίζεται με αυξημένο κίνδυνοεμφάνιση διαφόρων ασθενειών, συμπεριλαμβανομένου του διαβήτη, της παχυσαρκίας, του καρκίνου και των καρδιαγγειακών παθήσεων.
Αργότερα, ο Michael Young αναγνώρισε ένα άλλο γονίδιο διπλή ώρα, που κωδικοποιεί την πρωτεΐνη DBT, η οποία επιβραδύνει τη συσσώρευση της πρωτεΐνης PER στο κύτταρο και επιτρέπει στο σώμα να προσαρμοστεί με μεγαλύτερη ακρίβεια στο 24ωρο.
Στα επόμενα χρόνια το τρέχον Νομπελίστεςεξέτασαν λεπτομερέστερα τη συμμετοχή άλλων μοριακών συστατικών στον κιρκάδιο ρυθμό, βρήκαν πρόσθετες πρωτεΐνες που εμπλέκονται στη γονιδιακή ενεργοποίηση περίοδος, και ανακάλυψε επίσης τους μηχανισμούς για το πώς το φως βοηθά στο συγχρονισμό του βιολογικού ρολογιού με τις εξωτερικές περιβαλλοντικές συνθήκες.
Από αριστερά προς τα δεξιά: Michael Rozbash, Michael Young, Geoffrey Hall
Η έρευνα στον μηχανισμό του εσωτερικού ρολογιού απέχει πολύ από το να έχει ολοκληρωθεί. Γνωρίζουμε μόνο τα κύρια μέρη του μηχανισμού. Η κιρκαδική βιολογία - η μελέτη του εσωτερικού ρολογιού και του κιρκάδιου ρυθμού - έχει προκύψει ως ξεχωριστή αναπτυσσόμενη κατεύθυνσηέρευνα. Και όλα αυτά συνέβησαν χάρη στους τρεις νυν νικητές του βραβείου Νόμπελ.
Οι ειδικοί συζητούν εδώ και αρκετά χρόνια τι είδους μοριακός μηχανισμός κιρκάδιους ρυθμούςθα δώσουν το βραβείο Νόμπελ - και τελικά αυτό το γεγονός συνέβη.
