Care a primit Premiul Nobel pentru Biologie. Premiul Nobel pentru Medicină pentru descoperirea mecanismelor ritmurilor circadiene

Cum funcționează ceasul biologic al corpului. Pentru ce l-au dat? Premiul Nobelîn medicină în 2017

Site-ul web Jeffrey Hall, Michael Rozbash și Michael Young

Trei oameni de știință americani au împărțit cel mai înalt premiu științific pentru cercetarea mecanismului ceasurilor interne în organismele vii

Viața de pe Pământ este adaptată la rotația planetei noastre în jurul Soarelui. De mulți ani știm despre existența în organismele vii, inclusiv în oameni, a ceasurilor biologice care ajută la anticiparea și adaptarea la ritmul circadian. Dar cum funcționează exact acest ceas? Geneticienii și cronobiologii americani au putut să se uite în interiorul acestui mecanism și să arunce lumină asupra funcționării sale ascunse. Descoperirile lor explică modul în care plantele, animalele și oamenii își adaptează ritmurile biologice pentru a se sincroniza cu ciclul zilnic de rotație a Pământului.

Folosind muștele de fructe ca organisme de testare, câștigătorii Premiului Nobel 2017 au izolat o genă care controlează ritmul circadian normal al viețuitoarelor. Ei au arătat, de asemenea, cum această genă codifică o proteină care se acumulează în celulă noaptea și se descompune în timpul zilei, forțând-o astfel să mențină acest ritm. Ulterior, au identificat componente suplimentare de proteine ​​care controlează mecanismul de ceas auto-susținut din interiorul celulei. Și acum știm că ceasul biologic funcționează după același principiu atât în ​​interiorul celulelor individuale, cât și în interiorul organismelor multicelulare, cum ar fi oamenii.

Datorită preciziei excepționale, ceasul nostru intern adaptează fiziologia noastră la faze atât de diferite ale zilei - dimineața, după-amiaza, seara și noaptea. Acest ceas reglează atât de mult funcții importante, cum ar fi comportamentul, nivelurile hormonale, somnul, temperatura corpului și metabolismul. Bunăstarea noastră suferă atunci când mediul extern și ceasul intern nu sunt sincronizate. Un exemplu este așa-numitul jet lag, care apare în rândul călătorilor care se deplasează dintr-un fus orar în altul și apoi pentru o lungă perioadă de timp nu se pot adapta la schimbarea zilei și a nopții. Ei dorm în timpul zilei și nu pot dormi în timpul întunericului. Există, de asemenea, multe dovezi astăzi că o nepotrivire cronică între stilul de viață și bioritmurile naturale crește riscul de diverse boli.

Ceasul nostru intern nu poate fi păcălit

Experimentul Comitetului Nobel Jean-Jacques d'Hortois de Mairan

Majoritatea organismelor vii se adaptează în mod clar la schimbările zilnice mediu inconjurator. Unul dintre primii care au dovedit prezența acestei adaptări încă din secolul al XVIII-lea a fost astronomul francez Jean-Jacques d'Ortois de Mairan, care a observat un tufiș de mimoză și a descoperit că frunzele lui se întorc pentru a urma soarele în timpul zilei și se închid la apus de soare.Omul de știință s-a întrebat ce s-ar întâmpla dacă planta ar fi în întuneric constant?După efectuarea unui experiment simplu, cercetătorul a descoperit că, indiferent de prezență lumina soarelui, frunzele mimozei experimentale continuă să-și facă mișcările zilnice obișnuite. După cum se dovedește, plantele au propriul lor ceas intern.

Cercetări mai recente au arătat că nu numai plantele, ci și animalele și oamenii sunt supuși unui ceas biologic care ne ajută să ne adaptăm fiziologia la schimbările zilnice. Această adaptare se numește ritm circadian. Termenul provine de la cuvinte latine circa – „despre” și moare – „zi”. Dar exact cum funcționează acest ceas biologic a rămas mult timp un mister.

Descoperirea „genei ceasului”

În anii 1970, fizicianul, biologul și psihogeneticianul american Seymour Benzer, împreună cu studentul său Ronald Konopka, au investigat dacă este posibil să se izoleze gene care controlează ritmul circadian la muștele fructelor. Oamenii de știință au reușit să demonstreze că mutațiile într-o genă necunoscută de ei perturbă acest ritm la insectele experimentale. Au numit-o gena perioadei. Dar cum a influențat această genă ritmul circadian?

Laureații Premiului Nobel 2017 au efectuat și experimente pe muștele fructelor. Scopul lor a fost să descopere mecanismul ceasului intern. În 1984, Jeffrey Hall și Michael Rozbash, care au lucrat îndeaproape împreună la Universitatea Brandeis din Boston, și Michael Young de la Universitatea Rockefeller din New York, au izolat cu succes gena menstruației. Hall și Rozbash au descoperit apoi că proteina PER codificată de această genă se acumulează în celule în timpul nopții și este distrusă în timpul zilei. Astfel, nivelul acestei proteine ​​fluctuează pe un ciclu de 24 de ore în sincronie cu ritmul circadian. A fost descoperit „pendulul” ceasului celular intern.

Mecanism de ceas cu autoreglare

O diagramă simplificată a activității proteinelor din celulă care reglează ritmul circadian al Comitetului Nobel

Următorul obiectiv cheie a fost să înțelegem cum ar putea apărea și menține aceste oscilații circadiene. Hall și Rozbash au sugerat că proteina PER blochează activitatea genei perioadei în timpul ciclului zilnic. Ei credeau că, printr-o buclă de feedback inhibitor, proteina PER și-ar putea inhiba periodic propria sinteză și, prin urmare, își poate regla nivelurile într-un ritm ciclic continuu.

Pentru a construi acest model curios, au lipsit doar câteva elemente. Pentru a bloca activitatea unei gene de perioadă, proteina PER produsă în citoplasmă ar trebui să ajungă la nucleul celulei, unde este conținut materialul genetic. Experimentele lui Hall și Rozbash au arătat că această proteină se acumulează de fapt în nucleu noaptea. Dar cum ajunge el acolo? La această întrebare a primit răspuns în 1994 de Michael Young, care a descoperit a doua cheie „genă ceas”, care codifică proteina TIM necesară pentru menținerea unui ritm circadian normal. Într-o muncă simplă și elegantă, el a arătat că atunci când TIM este legat de PER, cele două proteine ​​sunt capabile să intre în nucleul celulei, unde blochează de fapt gena perioadei de a funcționa pentru a închide bucla de feedback inhibitor.

Acest mecanism de reglementare a explicat cum a apărut această fluctuație a nivelurilor proteina celulara, dar tot nu a răspuns la toate întrebările. De exemplu, a fost necesar să se stabilească ce controlează frecvența fluctuațiilor zilnice. Pentru a rezolva această problemă, Michael Young a izolat o altă genă care codifică proteina DBT, care întârzie acumularea proteinei PER. Astfel, a fost posibil să înțelegem cum este reglată această oscilație pentru a coincide cât mai aproape cu ciclul de 24 de ore.

Aceste descoperiri făcute de laureații de astăzi stau la baza principiilor cheie ale funcționării ceasului biologic. Ulterior, au fost descoperite și alte componente moleculare ale acestui mecanism. Ele explică stabilitatea funcționării sale și principiul funcționării. De exemplu, Hall, Rozbash și Young au descoperit proteine ​​suplimentare necesare pentru a activa gena perioadei, precum și un mecanism prin care lumina zilei sincronizează ceasul corporal.

Influența ritmurilor circadiene asupra vieții umane

Comitetul Nobel pentru ritmul circadian uman

Ceasul biologic este implicat în multe aspecte ale fiziologiei noastre complexe. Știm acum că toate organismele multicelulare, inclusiv oamenii, folosesc mecanisme similare pentru a controla ritmurile circadiene. Majoritatea genelor noastre sunt reglementate ceas biologic Prin urmare, un ritm circadian atent reglat ne adaptează fiziologia la diferitele faze ale zilei. Datorită muncii fundamentale a celor trei câștigători ai Premiului Nobel de astăzi, biologia circadiană a devenit un domeniu larg și dinamic de cercetare care examinează impactul ritmurilor circadiene asupra sănătății și bunăstării noastre. Și am primit încă o confirmare că este mai bine să dormi noaptea, chiar dacă ești o bufniță de noapte inveterata. E mai sanatos.

Referinţă

Geoffrey Hall– născut în 1945 la New York, SUA. Și-a luat doctoratul în 1971 la Universitatea din Washington (Seattle, Washington). Până în 1973, a fost profesor la Institutul de Tehnologie din California (Pasadena, California). Din 1974 lucrează la Universitatea Brandeis (Waltham, Massachusetts). În 2002, a început să colaboreze cu Universitatea din Maine.

Michael Rozbash– născut în 1944 în Kansas City, SUA. Și-a terminat doctoratul la Massachusetts Institute of Technology (Cambridge, Massachusetts). În următorii trei ani a fost doctorand la Universitatea din Edinburgh din Scoția. Din 1974 lucrează la Universitatea Brandeis (Waltham, Massachusetts).

Michael Young– născut în 1949 în Miami, SUA. Și-a finalizat studiile doctorale la Universitatea din Texas (Austin, Texas) în 1975. Până în 1977, a finalizat studii postdoctorale la Universitatea Stanford (Palo Alto, California). În 1978 s-a alăturat facultății de la Universitatea Rockefeller din New York.

Traducerea materialelor de la Academia Regală Suedeză de Științe.

Premiul Nobel pentru Fiziologie sau Medicină 2017 a fost acordat pentru descoperirea genelor care determină funcționarea ceasului biologic - un mecanism intracelular care controlează fluctuațiile ciclice ale proceselor biologice asociate cu schimbarea zilei și a nopții. Viața cotidiană sau inerentă tuturor organismelor vii, de la cianobacterii până la animalele superioare.

Desigur, orice rezultat științific care a primit o asemenea recunoaștere la nivel mondial se bazează pe realizările predecesorilor săi. Ideea unui ceas biologic a apărut pentru prima dată în secolul al XVII-lea, când astronomul francez Jean Jacques de Meran a descoperit că ritmul zilnic al mișcării frunzelor plantelor nu dispare nici măcar în întuneric: este strict „programat” și nu. determinat de acţiunea mediului.

Din acest moment a început studiul fenomenului ceasului biologic. S-a dovedit că aproape toate organismele vii suferă procese ciclice cu o perioadă zilnică sau aproape zilnică. Și chiar și în absența principalului factor extern de sincronizare - schimbarea zilei și a nopții, organismele continuă să trăiască după un ritm zilnic, deși perioada acestui ritm poate fi mai lungă sau mai scurtă decât durata zilei, în funcție de caracteristici individuale.

Baza genetică a ceasului biologic a fost stabilită pentru prima dată în anii 1970, când gena Per (pentru perioadă) a fost descoperită în musca de fructe. Autorii acestei descoperiri, Seymour Benzer și elevul său Ronald Konopka din California Institutul de Tehnologie, a efectuat un experiment la scară largă, lucrând cu sute de linii de laborator de muște obținute prin mutageneza chimică. Oamenii de știință au observat că, cu aceeași perioadă de iluminare, la unele muște perioada ritmului circadian de somn și veghe a devenit fie semnificativ mai scurtă decât ziua obișnuită (19 ore) sau mai lungă (28 de ore); în plus, au fost descoperite „aritmice” cu ciclu complet asincron. În încercarea de a identifica genele care controlează ritmul circadian la muștele de fructe, oamenii de știință au demonstrat că tulburările acestui ritm sunt asociate cu mutații la o genă sau un grup de gene necunoscut.

Astfel, viitorii laureați ai Premiului Nobel Hall, Rosbash și Young aveau deja la dispoziție linii de muște cu modificări determinate genetic în perioada de somn și veghe. În 1984, acești oameni de știință au izolat și au secvențiat gena Per dorită și au descoperit că nivelul proteinei pe care o codifică variază zilnic, atingând vârful noaptea și scăzând în timpul zilei.

Această descoperire a dat un nou impuls cercetării menite să înțeleagă de ce mecanismele ritmurile circadiene lucrează exact în acest fel și nu altfel, de ce perioada zilnică poate varia între diferiți indivizi, dar în același timp se dovedește a fi rezistentă la acțiune factori externi precum temperatura (Pittendrich, 1960). Astfel, lucrările efectuate asupra cianobacteriilor (alge albastre-verzi) au arătat că, odată cu creșterea temperaturii cu 10 ºС, perioada zilnică a proceselor lor metabolice ciclice se modifică cu doar 10-15%, în timp ce, conform legilor cineticii chimice, această modificare. ar trebui să fie mai mare la comandă! Acest fapt a devenit o adevărată provocare, deoarece toate reacțiile biochimice trebuie să se supună regulilor cineticii chimice.

Oamenii de știință sunt acum de acord că ritmul proceselor ciclice rămâne destul de stabil, deoarece ciclul zilnic este determinat de mai mult de o genă. În 1994, Young a descoperit gena Tim în Drosophila, care codifică o proteină implicată în reglarea feedback-ului nivelurilor proteinei PER. Pe măsură ce temperatura crește, crește producția nu numai a proteinelor implicate în formarea ciclului circadian, ci și a altor proteine ​​care îl inhibă, ca urmare funcționarea ceasului biologic nu este perturbată.

Mecanismele de bază ale ritmurilor circadiene au fost acum suficient studiate, deși multe detalii rămân neexplicate. Astfel, nu este clar cum mai multe „ceasuri” pot coexista simultan într-un singur organism: cum sunt procesele care au loc cu perioade diferite? De exemplu, în experimente când oamenii trăiau în interior sau într-o peșteră, fără a primi informații despre schimbarea zilei și a nopții, temperatura corpului lor, secreția hormoni steroizi iar alți parametri fiziologici au fost ciclați cu o perioadă de aproximativ 25 de ore.În acest caz, perioadele de somn și veghe pot varia de la 15 la 60 de ore (Wever, 1975).

Studiul ritmurilor circadiene este de asemenea important pentru înțelegerea funcționării organismului în condiții extreme, de exemplu, în Arctica, unde, în condiții de zi și noapte polare, factorii naturali de sincronizare a ritmurilor circadiene nu funcționează. Există dovezi convingătoare că, în timpul unei șederi lungi în astfel de condiții, ritmurile circadiene ale unui număr de funcții ale unei persoane se schimbă semnificativ (Moshkin, 1984). Acum recunoaștem că acest factor poate avea efecte marcate asupra sănătății umane, iar cunoașterea bazei moleculare a ritmurilor circadiene ar trebui să ajute la identificarea variantelor de gene care vor fi „benefice” atunci când se lucrează în condiții polare.

Dar cunoștințele despre bioritmuri sunt importante nu numai pentru exploratorii polari. Ritmurile circadiene ne afectează procesele metabolice, muncă sistem imunitarși procesul de inflamație, asupra tensiunii arteriale, a temperaturii corpului, a funcției creierului și multe altele. Eficacitatea unor medicamente și a acestora efecte secundare. Dacă există o discrepanță forțată între „ceasurile” interne și externe (de exemplu, din cauza unui zbor pe distanțe lungi sau a muncii în ture de noapte), pot fi observate diverse disfuncții ale corpului, din tulburare tract gastrointestinalȘi a sistemului cardio-vascular la depresie, care crește și riscul de a dezvolta cancer.

Literatură

PITTENDRIGH C.S. Ritmurile circadiene si organizarea circadiană a sistemelor vii Cold Spring Harb Symp Quant Biol. 1960;25:159-84.

Wever, R. (1975). „Sistemul circadian multi-oscilator al omului”. Int J Chronobiol. 3 (1): 19–55.

Moshkin M.P. Influența regimului luminii naturale asupra bioritmurilor exploratorilor polari // Fiziologia umană. 1984, 10(1): 126-129.

Pregătit de Tatyana Morozova

Pe 2 octombrie 2017, Comitetul Nobel a anunțat numele laureaților Premiului Nobel 2017 pentru fiziologie sau medicină. 9 milioane de coroane suedeze vor fi împărțite în mod egal de către biologii americani Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash și Michael W. Young pentru descoperirea mecanismului molecular al ceasului biologic, adică a ritmului circadian al vieții organismelor, în buclă nesfârșită, inclusiv oameni.

De-a lungul a milioane de ani, viața s-a adaptat la rotația planetei. Se știe de mult că avem un ceas biologic intern care anticipează și se adaptează la momentul zilei. Seara vreau să adorm, iar dimineața vreau să mă trezesc. Hormonii sunt eliberați în sânge strict conform unui program, iar abilitățile/comportamentul unei persoane - coordonare, viteza de reacție - depind, de asemenea, de momentul zilei. Dar cum funcționează acest ceas intern?

Descoperirea ceasului biologic este atribuită astronomului francez Jean-Jacques de Meran, care în secolul al XVIII-lea a observat că frunzele de mimoză se deschid spre Soare ziua și se închid noaptea. Se întrebă cum s-ar comporta planta dacă ar fi pusă în întuneric. S-a dovedit că și în întuneric, mimoza a urmat planul - parcă ar avea un ceas intern.

Mai târziu, astfel de bioritmuri au fost găsite la alte plante, animale și oameni. Aproape toate organismele vii de pe planetă reacționează la Soare: ritmul circadian este strâns construit în viața pământească, în metabolismul întregii vieți de pe planetă. Dar cum funcționează acest mecanism a rămas un mister.

Laureații Nobel au izolat o genă care controlează timpul zilei ritmul biologic, la muștele de fructe (oamenii și muștele au multe gene comune datorită prezenței strămoșilor comuni). Ei au făcut prima descoperire în 1984. Gena descoperită a fost numită perioadă.

Gene perioadă codifică proteina PER, care se acumulează în celule noaptea și este distrusă în timpul zilei. Concentrația proteinei PER variază pe un program de 24 de ore, în conformitate cu ritmul circadian.

Apoi au identificat componente suplimentare ale proteinei și au descoperit pe deplin mecanismul intracelular auto-susținut al ritmului circadian - în acest răspuns unic, proteina PER blochează activitatea genei. perioadă, adică PER blochează sinteza în sine, dar se descompune treptat pe parcursul zilei (vezi diagrama de mai sus). Acesta este un mecanism auto-suficient cu bucle la nesfârșit. Funcționează pe același principiu și în alte organisme multicelulare.

După descoperirea genei, proteina corespunzătoare și mecanism general Din funcționarea ceasului intern mai lipseau încă câteva piese din puzzle. Oamenii de știință știau că proteina PER se acumulează în nucleul celulei noaptea. Ei știau, de asemenea, că ARNm-ul corespunzător este produs în citoplasmă. Nu era clar cum ajunge proteina din citoplasmă în nucleul celulei. În 1994, Michael Young a descoperit o altă genă atemporal, care codifică proteina TIM, necesară și pentru operatie normala ceasul intern. El a demonstrat că dacă TIM se atașează de PER, atunci o pereche de proteine ​​poate pătrunde în nucleul celulei, unde blochează activitatea genelor. perioadă, închizând astfel ciclul nesfârșit al producției de proteine ​​PER.

Se pare că acest mecanism adaptează ceasul nostru intern la ora din zi cu o precizie deosebită. Reglează diferit funcții critice organism, inclusiv comportamentul uman, nivelurile hormonale, somnul, temperatura corpului și metabolismul. O persoană se simte rău dacă există o discrepanță temporară între conditii externeși ceasul său biologic intern, de exemplu, atunci când călătoriți pe distanțe lungi în diferite fusuri orare. Există, de asemenea, dovezi că nepotrivirea cronică între stilul de viață și ceasul intern este asociată cu risc crescut apariția diferitelor boli, inclusiv diabet, obezitate, cancer și boli cardiovasculare.

Mai târziu, Michael Young a identificat o altă genă timp dublu, care codifică proteina DBT, care încetinește acumularea proteinei PER în celulă și permite corpului să se adapteze mai precis la ziua de 24 de ore.

În anii următori curentul laureatii Nobel au analizat mai în detaliu implicarea altor componente moleculare în ritmul circadian, au găsit proteine ​​suplimentare care sunt implicate în activarea genelor perioadă, și, de asemenea, a descoperit mecanismele prin care lumina ajută la sincronizarea ceasului biologic cu condițiile de mediu externe.

De la stânga la dreapta: Michael Rozbash, Michael Young, Geoffrey Hall

Cercetarea mecanismului intern al ceasului este departe de a fi finalizată. Cunoaștem doar părțile principale ale mecanismului. Biologia circadiană - studiul ceasului intern și al ritmului circadian - a apărut ca o unitate separată direcție de dezvoltare cercetare. Și toate acestea s-au întâmplat datorită celor trei actuali laureați ai Premiului Nobel.

Experții discută de câțiva ani că mecanismul molecular al ritmurilor circadiene va primi Premiul Nobel – iar acum acest eveniment s-a întâmplat în sfârșit.

Premiul Nobel pentru Fiziologie sau Medicină. Un grup de oameni de știință din SUA i-au devenit proprietari. Michael Young, Jeffrey Hall și Michael Rosbash au primit Premiul Discovery mecanisme moleculare care controlează ritmul circadian.

Potrivit testamentului lui Alfred Nobel, premiul se acordă „oricine face o descoperire importantă” în acest domeniu. Redactorii TASS-DOSSIER au pregătit material despre procedura de acordare a acestui premiu și a laureaților acestuia.

Acordarea premiului și nominalizarea candidaților

Adunarea Nobel a Institutului Karolinska, situat la Stockholm, este responsabilă de acordarea premiului. Adunarea este formată din 50 de profesori ai institutului. Organismul său de lucru este Comitetul Nobel. Este format din cinci persoane alese de adunare dintre membrii săi pentru trei ani. Adunarea se întrunește de mai multe ori pe an pentru a discuta candidații selectați de comisie, iar în prima zi de luni din octombrie, alege laureatul cu majoritate de voturi.

Oamenii de știință au dreptul de a nominaliza pentru premiu tari diferite, inclusiv membri ai Adunării Nobel a Institutului Karolinska și câștigători ai Premiilor Nobel pentru Fiziologie și Medicină și Chimie, care au primit invitații speciale din partea Comitetului Nobel. Candidații pot fi propuși din septembrie până pe 31 ianuarie anul urmator. Există 361 de persoane care luptă pentru premiu în 2017.

Laureații

Premiul este acordat din 1901. Primul laureat a fost doctor german, microbiolog și imunolog Emil Adolf von Behring, care a dezvoltat o metodă de imunizare împotriva difteriei. În 1902, premiul a fost acordat lui Ronald Ross (Marea Britanie), care a studiat malaria; în 1905 - Robert Koch (Germania), care a studiat agenții cauzali ai tuberculozei; în 1923 - Frederick Banting (Canada) și John MacLeod (Marea Britanie) care au descoperit insulina; în 1924 - fondatorul electrocardiografiei, Willem Einthoven (Olanda); în 2003, Paul Lauterbur (SUA) și Peter Mansfield (Marea Britanie) au dezvoltat metoda imagistică prin rezonanță magnetică.

Potrivit Comitetului Nobel al Institutului Karolinska, cel mai faimos premiu este încă premiul din 1945 acordat lui Alexander Fleming, Ernest Chain și Howard Florey (Marea Britanie), care au descoperit penicilina. Unele descoperiri și-au pierdut semnificația în timp. Printre acestea se numără și metoda de lobotomie utilizată în tratament boală mintală. Portughezul António Egas-Moniz a primit premiul pentru dezvoltarea sa în 1949.

În 2016, premiul a fost acordat biologului japonez Yoshinori Ohsumi „pentru descoperirea mecanismului autofagiei” (procesul de procesare a unei celule de conținut inutil în ea).

Potrivit site-ului Nobel, astăzi sunt 211 persoane pe lista câștigătorilor de premii, inclusiv 12 femei. Printre laureați se numără doi dintre compatrioții noștri: fiziologul Ivan Pavlov (1904; pentru lucrări în domeniul fiziologiei digestive) și biologul și patologul Ilya Mechnikov (1908; pentru cercetarea imunității).

Statistici

În 1901-2016, Premiul pentru Fiziologie sau Medicină a fost acordat de 107 ori (în 1915-1918, 1921, 1925, 1940-1942, Adunarea Nobel a Institutului Karolinska nu a putut alege un laureat). De 32 de ori premiul a fost împărțit între doi laureați și de 36 de ori între trei. Varsta medie laureații au 58 de ani. Cel mai tânăr este canadianul Frederick Banting, care a primit premiul în 1923 la vârsta de 32 de ani, cel mai în vârstă este americanul Francis Peyton Rose (1966), în vârstă de 87 de ani.

Premiul Nobel pentru Medicină sau Fiziologie 2017 a fost acordat trei americani - Geoffrey Hall, Michael Rozbash și Michael Young - pentru cercetările lor asupra mecanismelor moleculare responsabile de ritmurile circadiene, adică ceasul biologic cu o perioadă zilnică. Emisiunea a fost realizată pe site-ul Comitetului Nobel.

În 1984, Hall și Rozbash de la Universitatea Brandeis din Boston și Young de la Universitatea Rockefeller din New York au lucrat cu muștele fructelor și au descoperit gena perioadei, care stabilește ceasul biologic. Oamenii de știință au descoperit ulterior că această genă codifică proteina PER, care se acumulează în organism peste noapte și este distrusă în timpul zilei. Astfel, cercetătorii au concluzionat că nivelurile de proteine ​​oscilează pe parcursul unui ciclu de 24 de ore.

Câștigătorii Premiului Nobel au sugerat că PER inhibă activitatea genei perioadei, formând o buclă de feedback negativ. O a doua genă, atemporală, care codifică proteina TIM, ia parte la acest mecanism. Acesta din urmă se leagă de PER, iar complexul rezultat pătrunde în nucleul celulei, unde blochează ADN-ul corespunzător. Proteina DBT, care este codificată de gena dublu timp descoperită de Yang, este responsabilă pentru degradarea PER.

„Ritmurile circadiene sau circadiene apar în aproape toate organismele de pe pământ. Deși descoperirile care au câștigat Premiul Nobel au fost făcute pe muștele de fructe, mecanismele de reglare circadiană sunt foarte vechi și sunt implementate într-un mod similar în organisme foarte diferite - cum ar fi florile, insectele și mamiferele”, a explicat Forbes importanța descoperirea remarcată de Comitetul Nobel, șeful Laboratorului Genetic -Terapia celulară, Institutul de Medicină Regenerativă, Universitatea de Stat din Moscova, Ph.D. Stiinte Medicale Pavel Makarevici. El a adăugat că cercetările lui Hall, Rozbash și Young sunt astfel utile pentru studierea ritmurilor circadiene ale oamenilor: „În civilizația noastră în continuă creștere, perturbarea ritmurilor circadiene reduce performanța oamenilor care trebuie să lucreze în afara ciclului obișnuit al zilei și al nopții. , iar erorile lor pot duce la consecințe fatale. Acestea sunt multe domenii noi ale activității umane: ceasurile zilnice, regiunile circumpolare și, cel mai important, spațiul!”

Pierderile totale pentru economia americană din consecințele tulburărilor de somn (inclusiv absența de la locul de muncă, accidentele industriale și pierderea productivității) erau deja estimate la 150 de miliarde de dolari în 2001. Un studiu RAND privind impactul privării de somn asupra economiei SUA a estimat pierderile. de la 226 la 411 miliarde dolari pentru 2016, în funcție de scenariu. Japonia a ocupat locul doi, cu pierderi economice estimate la 75-139 de miliarde de dolari, în timp ce pierderile din Germania, Marea Britanie și Canada au fost estimate la zeci de miliarde. De remarcat, totuși, lipsa somnului poate fi cauzată atât de insomnie, cât și de incapacitatea fizică de a dormi suficient din cauza unui program încărcat.

Astfel, cercetătorii au dezvăluit secretul „ceasului celular intern” și au arătat cum funcționează acest mecanism. „Ceasurile interne” autonome sunt esențiale pentru adaptarea și pregătirea corpului nostru pentru diferitele faze ale zilei, ele controlează somnul, nivelurile hormonale, temperatura și metabolismul. Ritmurile care funcționează corect sunt importante pentru sănătatea umană, au subliniat autorii lucrării. „Descoperirile lor explică modul în care plantele, animalele și oamenii își adaptează ritmurile biologice pentru a se sincroniza cu ritmurile Pământului”, a spus Adunarea Nobel. Rozbash însuși într-un interviu Institutul Medical Howard Hughes în 2014 a spus că sistemul circadian determină „susceptibilitatea la boli, rata de creștere și mărimea fructelor”. „Afectează aproape fiecare parte a corpului uman”, a remarcat omul de știință.

„În urma muncii fundamentale a trei laureați, biologia circadiană a apărut ca un domeniu larg și dinamic de cercetare, cu implicații pentru sănătatea și bunăstarea noastră”, au explicat oficialii Premiului Nobel. Comitetul Nobel ține în secret câștigătorii premiului până la anunț. Astfel, în cadrul unei conferințe de presă la care au fost anunțați destinatarii premiului, un membru al Adunării Nobel a Institutului Karolinska, care este responsabil cu acordarea premiului, a declarat că atunci când l-a informat pe Rosbash că a primit premiul, omul de știință a răspuns: „Mă glumiți”.

Ceremonia de premiere va avea loc pe 10 decembrie, ziua morții antreprenorului și inventatorului suedez Alfred Nobel. Patru dintre cele cinci premii care i-au fost lăsate moștenire - în domeniul fiziologiei sau medicinei, fizicii, chimiei și literaturii - vor fi acordate la Stockholm. Premiul pentru pace, conform voinței fondatorului său, este acordat în aceeași zi, dar la Oslo. Suma fiecărui premiu va fi de 9 milioane de coroane suedeze (1 milion de dolari). Premiul va fi înmânat câștigătorilor de Regele Carl XVI Gustaf al Suediei.