В 2017 году Нобелевскую премию по физиологии и медицине получили учёные из США Джеффри Холл (Jeffrey C. Hall), Майкл Росбаш (Michael Rosbash) и Майкл Янг (Michael W. Young) за "открытие молекулярных механизмов, которые контролируют циркадные ритмы". Речь идёт о циклических колебаниях интенсивности различных биологических процессов, связанных со сменой дня и ночи. Работа учёных позволяет "посмотреть на устройство биологических часов".
Жизнь на Земле адаптирована к вращению нашей планеты. На протяжении многих лет мы знаем, что живые организмы, включая людей, имеют внутренние биологические часы, которые помогают им предвидеть и адаптироваться к регулярному ритму дня. Но как работают эти часы?
Генетический механизм циркадных ритмов обнаружили в 1960-1970-х годах Сеймур Бензер и Рональд Конопка, которые изучали мутантные линии дрозофил с отличающимися циркадными ритмами: у мушек дикого типа колебания циркадного ритма имели период 24 часа, у одних мутантов — 19 часов, у других — 29 часов, а у третьих ритм вообще отсутствовал. Оказалось, что ритмы регулируются геном PER — period.
Джеффри Холл и Майкл Росбаш предположили, что кодируемый геном period белок PER блокирует работу собственного гена, и 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 пазла. 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 удаётся попадать туда. В 1994 году Майкл Янг открыл второй ген циркадного ритма, timeless (англ. "безвременный"). Он кодирует белок TIM, который нужен для нормальной работы наших внутренних часов. В своём изящном эксперименте Янг продемонстрировал, что, только связавшись друг с другом, TIM и PER в паре 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 нашёл другой ген - doubletime. В нём "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.
Биологические часы функционируют по тем же принципам в клетках многоклеточных организмов, включая людей.
Благодаря изысканной точности наши внутренние часы приспосабливают нашу физиологию к совершенно различным фазам дня. Часы регулируют такие важные функции, как поведение, уровни гормонов, сон, температура тела и обмен веществ. Наше благополучие затронуто, когда существует временное несоответствие между нашей внешней средой и этими внутренними биологическими часами, например, когда мы путешествуем через несколько часовых поясов и испытываем "реактивную задержку". Есть также признаки того, что хроническая несоосность между нашим образом жизни и ритмом, продиктованным нашим внутренним хронометристом, связана с повышенным риском различных заболеваний.
https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2017/
#EstPortal #эстетическийПортал #биоритмы #NobelPrize #биоритмыКожи
Жизнь на Земле адаптирована к вращению нашей планеты. На протяжении многих лет мы знаем, что живые организмы, включая людей, имеют внутренние биологические часы, которые помогают им предвидеть и адаптироваться к регулярному ритму дня. Но как работают эти часы?
Генетический механизм циркадных ритмов обнаружили в 1960-1970-х годах Сеймур Бензер и Рональд Конопка, которые изучали мутантные линии дрозофил с отличающимися циркадными ритмами: у мушек дикого типа колебания циркадного ритма имели период 24 часа, у одних мутантов — 19 часов, у других — 29 часов, а у третьих ритм вообще отсутствовал. Оказалось, что ритмы регулируются геном PER — period.
Джеффри Холл и Майкл Росбаш предположили, что кодируемый геном period белок PER блокирует работу собственного гена, и 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 пазла. 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 удаётся попадать туда. В 1994 году Майкл Янг открыл второй ген циркадного ритма, timeless (англ. "безвременный"). Он кодирует белок TIM, который нужен для нормальной работы наших внутренних часов. В своём изящном эксперименте Янг продемонстрировал, что, только связавшись друг с другом, TIM и PER в паре 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 нашёл другой ген - doubletime. В нём "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.
Биологические часы функционируют по тем же принципам в клетках многоклеточных организмов, включая людей.
Благодаря изысканной точности наши внутренние часы приспосабливают нашу физиологию к совершенно различным фазам дня. Часы регулируют такие важные функции, как поведение, уровни гормонов, сон, температура тела и обмен веществ. Наше благополучие затронуто, когда существует временное несоответствие между нашей внешней средой и этими внутренними биологическими часами, например, когда мы путешествуем через несколько часовых поясов и испытываем "реактивную задержку". Есть также признаки того, что хроническая несоосность между нашим образом жизни и ритмом, продиктованным нашим внутренним хронометристом, связана с повышенным риском различных заболеваний.
https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2017/
#EstPortal #эстетическийПортал #биоритмы #NobelPrize #биоритмыКожи
NobelPrize.org
The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2017
The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2017 was awarded jointly to Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash and Michael W. Young "for their discoveries of molecular mechanisms controlling the circadian rhythm"