"Биологические часы" принесла Нобелевскую премию по медицине американским ученым

Опубликованно 28.10.2017 00:32

Новости шоу-бизнеса: три американские ученые поделились высшей научной награды за исследования механизма внутренних часов в живых организмах.

Жизнь на Земле приспособлена к вращению нашей планеты вокруг Солнца. В течение многих лет, мы знаем о существовании в живых организмах, включая человека, биологические часы, которые помогают предсказать циркадный ритм и адаптироваться к нему. Но как именно работают эти часы? Американские генетики и зал хронобиологии Джеффри, Майкл Rosbash и Майкл Янг смогли заглянуть внутрь механизма и пролить свет на его скрытые работы. Своими открытиями объяснить, как растения, животные и люди отрегулируйте их биологических ритмов для синхронизации с суточным циклом вращения Земли, как сообщает 112.ua.

Использование дрозофилы в качестве экспериментальной организмов, Нобелевская премия-2017 определили ген, который контролирует нормальный циркадный ритм живых существ. Они также показали, как этот ген кодирует белок, который накапливается в клетке в ночное время и перерывы в течение дня, заставляя ее соблюдать этот ритм. Впоследствии они определили дополнительных белковых компонентов, которые контролируют самоподдерживающийся механизм "часы" внутри клетки. И теперь мы знаем, что функция биологических часов по тому же принципу, как в рамках отдельных ячеек, так и внутри многоклеточных организмов, таких как люди.

Благодаря исключительной точности наших внутренних часов, чтобы адаптироваться в нашей физиологии такие разные фазы дня – утро, день, вечер и ночь. Эти часы регулируют такие важные функции, как поведение, уровень гормонов, сон, температуру тела и обмен веществ. Наше здоровье страдает, когда не синхронизированы с внешней средой и внутренние часы. Пример – так называемый Джет-ЛАГ, который возникает у туристов, которые путешествуют из одного часового пояса в другой, а потом долго не могут приспособиться к смене дня и ночи. Спать днем и не могу спать в темноте. Сегодня есть также много доказательств того, что хроническое несоответствие между образом жизни и естественным биоритмам увеличивает риск различных заболеваний.

Наши внутренние часы не обманешь

Большинство организмов четко адаптироваться к ежедневным изменениям окружающей среды. Одним из первых на наличие этой адаптации доказали еще в XVIII веке французский астроном Жан-Жак д'Орту де:. Он наблюдал, как куст мимозы и обнаружил, что его листья становятся вслед за солнцем в течение дня и закрываются с закатом. Ученый задался вопросом, что произошло бы, если бы растения были в постоянной темноте? Поставив простой эксперимент, исследователь нашел, что независимо от наличия солнечного света, листья мимозы Гвинеи продолжают выполнять свои обычные ежедневные движения. Как выяснилось, растения имеют свои собственные внутренние часы.

Более поздние исследования показали, что не только растения, но и животные и люди подвергаются на работе биологических часов, которые помогают адаптироваться в нашей физиологии ежедневные изменения. Это приспособление называется циркадный ритм. Термин происходит от латинского слова около "о" и умрет "день". Но как именно эти биологические часы, долгое время оставалось загадкой.

Открытие "часовой ген"

В 1970-х годах американский физик, биолог и психогенетические Сеймур семейный отель, вместе со своим учеником р. Conopco исследовал, можно ли для выявления генов, контролирующих циркадный ритм у дрозофилы. Ученым удалось показать, что мутации в неизвестном гене нарушить этот ритм в экспериментальных насекомых. Они назвали его геном период. Но как этот ген влияет на циркадный ритм?

Лауреаты Нобелевской премии в 2017 году также проводили эксперименты на дрозофилах. Их целью было раскрыть механизм внутренних часов. В 1984 году Джеффри холл и Майкл Rosbash, которые тесно сотрудничали друг с другом в стенах Бостонского университета Брандейса и Майкл Янг из Университета Рокфеллера в Нью-Йорке успешно изолировали ген периода. Зал и Rosbash потом выяснили, что за белок, кодируемый этим геном, накопленные клетками в течение ночи и перерывы в течение дня. Таким образом, уровень этого белка колеблется в течение 24-часового цикла в синхронизации с циркадным ритмом. Был обнаружен "маятник" внутренние часы клетки.

Саморегулируемой маслу

Следующий ключевой задачей было понять, как эти циркадные колебания могут возникать и поддерживаться. Зал и Rosbash предположил, что на белок в течение суточного цикла периода блокировки активности генов. Они считали, что с помощью ингибиторной петли обратной связи на белок может подавлять собственный синтез и тем самым регулировать уровень в непрерывной круговой ритм.

Для создания этой любопытной модели отсутствует несколько элементов. В период блокировки активности генов в белок, вырабатываемый в цитоплазме, нужно добраться до ядра клетки, в котором содержится генетический материал. Эксперименты зал и Rosbash показали, что этот белок действительно накапливается в ядре в течение дня. Но как он туда попадает? Ответил на этот вопрос в 1994 году, Майкл Янг, который открыл второй основной "часовой ген", который кодирует Тим белок, который необходим для соблюдения нормального циркадного ритма. В простом и элегантном работе он показал, что когда Тим связан с ТВ, эти два белка не способны проникать в ядро клетки, где они действительно блокируют экспрессию генов периода закрыть ингибиторной петли обратной связи.

Такой механизм регулирования объяснила, как есть колебания в уровнях клеточного белка, но не охватывают всех вопросов. Например, надо было установить, что регулирование частоты суточных колебаний. Чтобы решить эту проблему Майкл Янг выделила ген, кодирующий белок с ДБТ – он задерживает накопление белка на. Таким образом можно было понять, как эти качели регулируется точно соответствуют 24-часовой цикл.

Эти открытия, сделанные сегодняшние победители, лежат в основе ключевых принципов функционирования биологические часы. Позже он был найден и других молекулярных компонентов этого механизма. Они объясняют стабильность его работы и принципы. Например, в зале, Rosbash и молодые уже нашли дополнительные белки, необходимые для активации Гена, механизм, через который дневной свет sinhroniziruete работы биологических часов.

Влияние циркадных ритмов на жизнь человека

Биологические часы вовлечен во многие аспекты нашей сложной физиологии. Теперь мы знаем, что все многоклеточные организмы, включая человека, используют схожие механизмы для контроля циркадных ритмов. Работа-это большая часть наших генов регулируются биологические часы, поэтому, тщательно настроенный циркадный ритм, чтобы адаптировать организм к различным фазам дня. Благодаря плодотворной работе три современных поэта, циркадный биологии стала обширной и быстро развивающейся области исследований, которая изучает влияние циркадных ритмов на наше здоровье и благополучие. И мы получили еще одно подтверждение тому, что ночью лучше спать, даже если вы закоренелый "сова". Это полезнее для здоровья.

Джеффри Холл родился в 1945 году в Нью-Йорке, США. Он получил докторскую степень в 1971 году в Вашингтонском университете (Сиэтл, Вашингтон). До 1973 года он занимал должность профессора в Калифорнийском технологическом институте (Пасадена, Калифорния). С 1974 года в университете Брандейса (Уолтем, Массачусетс). В 2002 году он начал сотрудничество с университетом штата Мэн.

Майкл Rosbash родился в 1944 году в Канзас-Сити, США. Получил докторскую степень в массачусетском технологическом институте (Кембридж, Массачусетс). Следующие три года был докторантом в университете Эдинбурга в Шотландии. С 1974 года в университете Брандейса (Уолтем, Массачусетс).

Майкл Янг родился в 1949 году в Майами, США. Закончил докторантуру в университете штата Техас (Остин, Техас) в 1975 году. До 1977 года, он занимал пост-докторант в Стэнфордском университете (пало-Альто, Калифорния). В 1978 году он поступил на факультет университета Рокфеллера в Нью-Йорке.

Категория: Здоровье