«Нобеля» по медицине присудили за исследование внутренних часов

 

Победителями стали американские исследователи Джеффри Холл, Майкл Росбаш и Майкл Янг. Согласно официальной формулировке, премия присуждена им «за открытие молекулярных механизмов, контролирующих внутренние часы».

Биологические часы (циркадные ритмы) – явление, известное каждому, кому доводилось вставать в неурочный час или менять часовой пояс. Они регулируют желание спать и есть, температуру тела, артериальное давление и другие физиологические показатели. Есть признаки того, что хроническое несоответствие между ритмом жизни и требованиями биологических часов повышает риск различных заболеваний.

Внутренний хронометр есть не только у людей. Ещё в XVIII веке французский учёный Жан-Жак де Меран обратил внимание, что листья мимозы раскрываются навстречу солнцу днём и поникают ночью. Экспериментатор поместил растение в полную темноту и обнаружил, что ничего не изменилось: цветок исправно следовал привычному распорядку. Значит, поведение мимозы – это не реакция на солнечный свет, а результат действия её собственных внутренних часов.

Долгое время механизм внутренних часов оставался загадкой.

В 1984 году Холл и Росбаш, работавшие в тесном сотрудничестве в Университете Брандейса в Бостоне, и независимо от них Янг в Университете Рокфеллера в Нью-Йорке сумели выделить ген, ответственный за циркадный ритм. Затем Холл и Росбаш обнаружили, что белок PER, кодируемый этим геном, накапливается в клетке ночью и постепенно разлагается в течение дня. Так и образуется 24-часовой цикл.

Однако это был ещё не весь ответ. Если ген активен, почему белок не синтезируется постоянно, почему его не становится всё больше и больше? Холл и Росбаш предположили, что имеет место явление, известное как отрицательная обратная связь: белок PER, накапливаясь, блокирует «свой» ген и препятствует дальнейшему синтезу.

Но для того, чтобы влиять на работу гена, белок должен попасть в клеточное ядро, где хранится ДНК. А это не так-то просто. Функция ядра и состоит в том, чтобы изолировать наши гены от бурлящего химического котла цитоплазмы.

Как белок PER преодолевает это препятствие? Ответа на этот вопрос не было, пока в 1994 году Янг не открыл другой ген, кодирующий белок TIM. В своей работе он показал, что, когда белки PER и TIM связаны вместе, они могут проникнуть в клеточное ядро и влиять на работу ДНК.

Однако всё ещё не было ясности, чем определяется частота колебаний. Янг выделил ещё один ген, кодирующий белок DBT. Он задерживал накопление белка PER и таким путём подстраивал колебания в его синтезе к 24-часовому циклу.

В последующие годы прояснились и другие детали работы внутреннего хронометра. Например, были обнаружены белки, необходимые для активации гена синтеза белка PER. Также были исследованы механизмы влияния на биологические часы солнечного света.

Новые исследования, несомненно, принесут ещё немало открытий, сулящих не только фундаментальное научное знание, но и долголетие и здоровье.

По материалам Vesti.ru

Читайте также:

Размер Нобелевской премии увеличили на миллион

День Альфреда Нобеля