Нобелівська премія біологічний годинник. Хронобіологія: циркадні ритми

Більш правильний термін – циркадіанні ритми, а не циркадні, бо корінь цього слова – «діан», що в перекладі означає «день». Простіший синонімічний термін – навколодобові ритми.

У будь-якому живому організмі, на якому рівні він не знаходився, від найпростіших бактерій до людини, всі процеси мають певну ритміку. Деякі процеси мають близькодобові ритми, близько 24 години, деякі більше або менше. Нежива природа також має всі процеси, певні коливання – обертання Сонця, Землі тощо. У всього є коливальні процеси. Для людського організму важливі циркадіані процеси, тому що наш ритм визначається обертанням Землі, тобто цілодобово, що визначається сонячною освітленістю. Потреба виникнення циркадіанних ритмів була пов'язана з адаптацією живої природи до навколишнього середовища через поступове збільшення кисню та ультрафіолетових променів. Тому добовий ритм – це адаптація до сонячного освітлення, а чи не до інших чинників. Світло визначає наш ритм. Є таке поняття – ендогенний, тобто внутрішній ритм людини. Як не дивно, цей ритм за тривалістю становить приблизно 24,3 години, тобто він трохи більший за добу. Але наш біологічний годинник постійно підлаштовується під зовнішні фактори, і таким зовнішнім фактором є Сонце. До речі, наш внутрішній ритм практично точно відповідає добам на Марсі, тому припущення про те, що життя на Землі почалося з Марса в цьому сенсі має певне підживлення.

За циркадіанними ритмами виробляються гормони, від них залежить рівень тиску, дихання та багато інших функцій організму. Це відкриття було зроблено давно, але Нобелівську премію за нього присудили тільки зараз. Це результат багаторічних досліджень не лише цієї групи вчених, ці механізми вивчаються у всьому світі. Ці механізми важливі, тому що вони дають на генетичному та молекулярному рівні зрозуміти, як усе це відбувається. Є група генів, яка відповідає за ці ритми, а одним із головних регуляторів є гормон мелатонін, який раніше неправильно називали гормоном сну, хоч насправді це гормон ночі. Це сигнал організму про те, що немає сонячного світла. Причому сигнал надходить як до рецепторів клітин, він надходить до геному, тобто по суті до ДНК. Мелатонін проходить мембрану клітини та ядра і впливає на геном людини. Тому під час сну певні гени включаються, інші виключаються. Це дуже важливо для функціонування організму, але, на жаль, у сучасному світі людина все більше і більше піддає себе цим змінам. Наприклад, зміна графіка сну, якщо людина пізно встає і пізно лягає у вихідні, а по буднях недосипає, а також далекі перельоти, після яких ритми різко змінюються і відбувається неузгодження сонячної освітленості. Всі ці фактори тільки ще більше ускладнюють проблеми, пов'язані не лише зі сном, а й із довголіттям людини.

Це відкриття на молекулярному та генетичному рівні показує, як протікають ці процеси. Воно дозволить у майбутньому втручатися у ці механізми. Якщо хтось має генетичну мутацію – ми зможемо відновлювати порушені процеси та використовувати нові лікарські засоби для адаптації до тих умов, з якими стикається сучасна людина.

військовий лікар, науковий журналіст, медичний блогер, фахівець із виявлення та виведення на чисту воду медичних шарлатанів, автор книги "Пацієнт розумний", член експертної ради Премії імені Гаррі Гудіні, член Асоціації медичних журналістів.

З областю, за відкриття в якій присудили Нобелівську премію 2017 року в галузі фізіології чи медицини, стикалися у своєму житті дуже багато людей, тому інтуїтивно тема близька і зрозуміла кожному, хто працював у нічну зміну, стояв у варті, чергував добу на «Швидкій» або літав із Москви на Далекий Схід чи американський континент. Коли день міняється з ночі місцями, важливість «внутрішнього годинника» стає очевидною.

Не виключено, що саме через практичну спрямованість тема приваблює і велика кількість різних шарлатанів. Рекламу «коректорів біоритму» можна знайти практично в будь-якому джерелі, крім того, у глянцевому журналі вам розкажуть, що сексом краще займатися о 6-й ранку, тому що в цей час доби в крові - максимум статевих гормонів, а візит до лікаря призначити на 16 годин , коли у мозку найбільше ендогенних наркотичних анальгетиків-ендорфінів

Є й просунутіші дива. Наприклад, людина в білому халаті, яка назвалася хронофармакологом, може запропонувати вам оптимізувати дози та кратність прийому ліків, призначених нормальним лікарем. Нібито за рахунок вибудовування точної відповідності прийому таблеток з вашими внутрішніми ритмами можна і дозу знизити, і курс скоротити, і основних ефектів отримати більше, і побічних - позбутися. Так ось, до фармакології це має приблизно таке саме відношення, як астрологія до астрономії. Укладачі «таблетчиних гороскопів», підозрюю, тепер почнуть акцентувати увагу довірливих клієнтів і на Нобелівці, підкреслюючи свою причетність до великої науки.

Але поки що ми можемо зробити лише дуже скромні практичні висновки з наших знань. Так, перспективи вражаючі, так, результати дослідів на дрозофілах і мишах вражають уяву, але до широкого впливу на механізм «внутрішнього годинника» людини в реальній клінічній практиці поки що далеко.

Отже, для тих людей, які займаються наукою або говорять та пишуть про неї, настав найважливіший тиждень у році. Традиційно першого тижня жовтня Нобелівський комітет оголошує лауреатів Нобелівської премії. І традиційно першими ми дізнаємося лауреатів премії з фізіології чи медицини (так-так, чомусь у російській мові цей союз перетворився на «і», але правильно – чи одне, чи інше).

2017 року Каролінський інститут, який присуджує ці премії, здивував усіх. Не секрет, що багато експертів та агенцій виступають із пророцтвами та пророкуваннями лауреатів. Цього року вперше з прогнозами виступило агентство Clarivate Analytics, яке виділилося з агенство Thomson Reyters. В галузі премії з медицини вони передбачали перемогу Льюїсу Кентлі за відкриття білка, який відповідає за розвиток раку та діабету, Карлу Фрістону за методи нейровізуалізації та подружжю Юань Чань та Патріку Муру за відкриття вірусу герпесу, яке викликає саркому Капоші.

Однак несподівано для всіх премію отримали три американці (що зовсім не несподівано) за відкриття молекулярних механізмів циркадних ритмів – внутрішніх молекулярних годинників людини, тварин і рослин. Так, майже всіх живих істот. Того самого, що називають біоритми.

Що ж відкрили Майкл Янг із Рокфеллерівського університету в Нью-Йорку, Майкл Росбаш з Університету Брендейса та Джеффрі Холл з Університету штату Мен?

Для початку скажемо, що циркадні ритми (від латинського circa – навколо і diem – день) вони не відкрили. Перші натяки на це з'явилися ще в давнину (і не дивно, всі ми вдень не спимо, а вночі – спимо). Ген, який відповідає за роботу внутрішніх годинників теж відкритий не нашими героями. Цю серію експериментів провели на мухах-дрозофілах Сеймур Бензер та Рональд Конопка. Вони змогли знайти мутантних мушок, у яких тривалість циркадних ритмів була не 24 години, як у природі (або як у людей), а 19 або 29 годин, або взагалі ніяких циркадних ритмів не спостерігалося. Саме вони відкрили ген period, який «керує» ритмами. Але, на жаль, Бензер помер у 2007, Конопка – у 2015 році, так і не дочекавшись своєї Нобелівської премії. Так часто буває у науці.

Отже, сам ген period або PER кодує білок PER, який і диригує оркестром циркадних ритмів. Але як він це робить і як досягається циклічність всіх процесів? Холл і Росбаш запропонували гіпотезу, згідно з якою білок PER потрапляє в ядро ​​клітини та блокує роботу власного гена (як ми пам'ятаємо, гени – це лише інструкція зі збирання білка. Один ген – один білок). Але як це відбувається? Джеффрі Холл та Майкл Росбаш показали, що білок PER накопичується в ядрі клітини за ніч, а вдень витрачається, але не розуміли, як йому вдається потрапляти туди. І тут на допомогу прийшов третій лауреат Майкл Янг. В 1994 він відкрив ще один ген, timeless («без часу»), який теж кодує білок - TIM. Саме Янг показав, що в ядро ​​клітини PER може потрапити лише з'єднавшись із білком TIM.

Отже, підіб'ємо підсумок першого відкриття: Коли ген period активний, в ядрі виробляється так звана матрична РНК білка PER, за якою, як за зразком, в рибосомі вироблятиметься білок. Ця матрична РНК виходить із ядра в цитоплазму, стаючи матрицею для білка PER. Далі петля замикається: білок PER накопичується в ядрі клітини, коли активність гена період заблокована. Далі Янг відкрив ще один ген, doubletime - "подвійний час", який кодує білок DBT, який може "налаштувати" накопичення білка PER, зміщуючи його в часі. Саме завдяки цьому ми можемо підлаштуватись до зміни часового поясу та тривалості дня та ночі. Але якщо ми дуже швидко міняємо день на ніч, білок не встигає за реактивним літаком, і трапляється джет-лаг.

Слід зазначити, що премія 2017 року – це перша премія за 117 років, яка хоч якось належить до циклу сну та неспання. Крім відкриття Бензера та Конопки, своїх премій не дочекалися й інші дослідники добових ритмів та процесів сну, такі, як одна із засновниць хронобіології Патрісія ДеКорсі, першовідкривач «швидкої» фази сну Юджин Азерінський, один із батьків сомнології Натаніель Клейтман. рішення Нобелівського комітету є знаковим для всіх, хто працює в цій тематиці.

2 жовтня 2017 о 17:08

Нобелівська премія з фізіології та медицини 2017 року: молекулярний механізм біологічного годинника

  • Науково-популярне ,
  • Біотехнології
  • Здоров'я гіка

2 жовтня 2017 року Нобелівський комітет оголосив імена лауреатів Нобелівської премії 2017 року з фізіології та медицини. 9 млн шведських крон розділять порівну американські біологи Джеффрі Холл (Jeffrey C. Hall), Майкл Розбаш (Michael Rosbash) і Майкл Янг (Michael W. Young) за своє відкриття молекулярного механізму роботи біологічного годинника, тобто нескінченно зацикленого циркадного ритму у тому числі людини.

За мільйони років життя адаптувалося до обертання планети. Давним-давно відомо, що у нас є внутрішній біологічний годинник, який передбачає і адаптується до часу доби. Увечері хочеться заснути, а вранці прокинутися. Гормони викидаються у кров строго за розкладом, а здібності/поведінка людини - координація, швидкість реакції - теж залежить від часу дня. Але як працює цей внутрішній годинник?

Відкриття біологічного годинника приписують французькому астроному Жан-Жаку де Мерану, який у 18 столітті звернув увагу, що листя мімози розкривається до Сонця вдень і закривається вночі. Він задався питанням, як поводитиметься рослина, якщо помістити її в темряву. Виявилося, що навіть у темряві мімоза слідувала плану - у неї ніби був внутрішній годинник.


Пізніше такі біоритми знайшли в інших рослин, тварин та людини. Практично всі живі організми на планеті реагують на Сонце: циркадний ритм намертво вбудований у земне життя, метаболізм всього живого на планеті. Але як працює цей механізм - залишалося загадкою.

Нобелівські лауреати ізолювали ген, який контролює денний біологічний ритм, у мух-дрозофіл (у людини та мухи чимало загальних генів через наявність спільних предків). Своє перше відкриття вони зробили 1984 року. Відкритий ген назвали період.

Ген періодкодує протеїн PER, який накопичується в клітинах уночі та руйнується протягом дня. Концентрація білка PER змінюється за 24-годинним графіком відповідно до циркадного ритму.


Потім вони ідентифікували додаткові компоненти білка та повністю розкрили самодостатній внутрішньоклітинний механізм циркадного ритму - у цій унікальній реакції білок PER блокує активність гена періодтобто PER блокує синтез самого себе, але поступово руйнується протягом дня (див. схему вгорі). Це самодостатній нескінченно зациклений механізм. Він працює за таким самим принципом в інших багатоклітинних організмах.

Після відкриття гена, відповідного протеїну та загального механізму роботи внутрішніх годин не вистачало ще кількох шматочків головоломки. Вчені знали, що білок PER уночі накопичується в ядрі клітини. Вони знали також, що відповідна mRNA виробляється у цитоплазмі. Незрозуміло було, як білок потрапляє із цитоплазми в ядро ​​клітини. 1994 року Майкл Янг відкрив ще один ген timeless, який кодує білок TIM, теж необхідний для нормальної роботи внутрішніх годинників. Він довів, що якщо TIM приєднується до PER, пара протеїнів здатна впровадитися в ядро ​​клітини, де вони і блокують активність гена періодтаким чином замикаючи нескінченний цикл виробництва білка PER.


З'ясувалося, що цей механізм з вишуканою точністю адаптує наш внутрішній годинник до часу доби. Він регулює різні критичні функції організму, у тому числі поведінку людини, рівні гормонів, сон, температуру тіла та метаболізм. Людина погано почувається, якщо спостерігається тимчасова невідповідність між зовнішніми умовами та її внутрішнім біологічним годинником, наприклад, при подорожі на великі відстані в різні часові пояси. Є також докази, що хронічна невідповідність способу життя та внутрішнього годинника пов'язана з підвищеним ризиком виникнення різних захворювань, у тому числі діабету, ожиріння, раку та серцево-судинних захворювань.

Пізніше Майкл Янг ідентифікував ще один ген doubletime, що кодує білок DBT, який уповільнює накопичення білка PER в клітині і дозволяє організму більш точно підлаштовуватися під 24-годинну добу.

У наступні роки нинішні нобелівські лауреати детальніше висвітлили участь у циркадному ритмі інших молекулярних компонентів, вони знайшли додаткові протеїни, які беруть участь в активації гена період, а також з'ясували механізми, як світло допомагає синхронізувати біологічний годинник із зовнішніми умовами середовища.


Зліва направо: Майкл Розбаш, Майкл Янг, Джеффрі Холл

Дослідження механізму внутрішніх годинників ще далеко не закінчено. Ми знаємо лише основні частини механізму. Циркадна біологія - вивчення внутрішніх годинників і циркадного ритму - виділилася в окремий напрямок досліджень, що бурхливо розвивається. І все це сталося завдяки трьом нинішнім лауреатам Нобелівської премії.

Фахівці вже кілька років обговорювали, що за молекулярний механізм циркадних ритмів дадуть Нобелівську премію – і ця подія нарешті сталася.

У 2017 році Нобелівської премії з медицини удостоїлися три американські вчені, які відкрили молекулярні механізми, що відповідають за циркадний ритм - біологічний годинник людини. Ці механізми регулюють сон та неспання, роботу гормональної системи, температуру тіла та інші параметри людського організму, які змінюються в залежності від часу доби. Докладніше про відкриття вчених – у матеріалі RT.

Переможці Нобелівської премії з фізіології та медицини Reuters Jonas Ekstromer

Нобелівський комітет Каролінського інституту Стокгольма в понеділок, 2 жовтня, повідомив, що Нобелівську премію 2017 року в галузі фізіології та медицини присуджено американським ученим Майклу Янгу, Джеффрі Холлу та Майклу Росбашу за відкриття молекулярних механізмів, які контролюють циркадний ритм.

«Вони змогли проникнути всередину біологічного годинника організму і пояснити їхню роботу», — зазначили в комітеті.

Циркадними ритмами називаються циклічні коливання різних фізіологічних та біохімічних процесів в організмі, пов'язаних зі зміною дня та ночі. Майже в кожному органі людського організму є клітини, що мають індивідуальний молекулярний годинниковий механізм, а отже, циркадні ритми є біологічним хронометром.

Відповідно до релізу Каролінського інституту, Янгу, Холлу та Росбашу вдалося ізолювати у мух-дрозофілах ген, який контролює виділення особливого білка в залежності від часу доби.

«Таким чином, вченим вдалося впізнати білкові сполуки, які беруть участь у роботі цього механізму, і зрозуміти роботу самостійної механіки цього явища всередині кожної окремої клітини. Тепер ми знаємо, що біологічний годинник працює за таким же принципом у клітинах інших багатоклітинних організмів, включаючи людей», — йдеться у релізі комітету, який присудив премію.

  • Муха-дрозофіла
  • globallookpress.com
  • imagebroker/Alfred Schauhuber

Наявність біологічного годинника у живих організмів було встановлено наприкінці минулого століття. Вони розташовані в так званому супрахіазматичному ядрі гіпоталамуса головного мозку. Ядро отримує інформацію про рівень освітлення від рецепторів на сітківці ока та посилає сигнал іншим органам за допомогою нервових імпульсів та гормональних змін.

Крім того, деякі клітини ядра, як і клітини інших органів, мають власний біологічний годинник, роботу якого забезпечують білки, активність яких змінюється в залежності від часу доби. Від активності цих білків залежить синтез інших білкових зв'язків, що породжують циркадні ритми життєдіяльності окремих клітин та цілих органів. Так, наприклад, перебування у приміщенні з яскравим освітленням у нічний час може зрушити циркадний ритм, активуючи білковий синтез генів PER, що зазвичай починається вранці.

Також на циркадні ритми в організмі ссавців значну роль відіграє печінка. Наприклад, гризуни на кшталт мишей чи щурів є нічними тваринами і їдять у темний час доби. Але якщо їжа стає доступною лише вдень, їх циркадний цикл печінки зміщується на 12 годин.

Ритм життя

Циркадні ритми – це добові зміни діяльності організму. Вони включають регуляцію сну та неспання, виділення гормонів, температури тіла та інших параметрів, які змінюються відповідно до добового ритму, пояснює лікар-сомнолог Олександр Мельников. Він зазначив, що дослідники вели розробки у цьому напрямі кілька десятків років.

«Передусім, слід зазначити, що це відкриття не вчорашнього і не сьогоднішнього дня. Ці дослідження велися багато десятиліть - з 80-х років минулого століття до теперішнього часу - і дозволили відкрити один із глибинних механізмів, що регулюють природу організму людини та інших живих істот. Механізм, який відкрили вчені, дуже важливий для впливу на добовий ритм організму», - розповів Мельников.

  • pixabay.com

За словами експерта, ці процеси відбуваються не лише через зміну дня та ночі. Навіть за умов полярної ночі добові ритми продовжуватимуть діяти.

«Ці фактори є дуже важливими, але дуже часто у людей вони порушені. Ці процеси регулюються генетично, що підтвердили лауреати премії. В наш час люди дуже часто змінюють часові пояси і зазнають різних стресів, пов'язаних із різкими змінами циркадного ритму. Напружений ритм сучасного життя може впливати на правильність регулювання та можливості для відпочинку організму», — сказав Мельников. Він упевнений, що дослідження Янга, Холла та Росбаша дає можливість для розробки нових механізмів на ритми людського організму.

Історія премії

Засновник премії Альфред Нобель у своєму заповіті доручив вибір лауреата з фізіології та медицини Каролінському інституту в Стокгольмі, заснованому в 1810 році, який є одним із провідних освітніх та наукових медичних центрів світу. Нобелівський комітет університету складається із п'яти постійних членів, які, у свою чергу, мають право запрошувати експертів для консультацій. У списку номінантів на премію цього року було 361 ім'я.

Нобелівська премія у галузі медицини присуджувалася 107 разів 211 ученим. Її першим лауреатом став 1901 року німецький лікар Еміль Адольф фон Берінг, який розробив спосіб імунізації проти дифтерії. Комітет Каролінського інституту вважає найбільшою премію 1945 року, присуджену британським ученим Флемінгу, Чейну і Флорі за відкриття пеніциліну. Деякі премії згодом стали неактуальними, як, наприклад, нагорода, яка була присуджена в 1949 році за розробку методу лоботомії.

У 2017 році розмір премії було збільшено з 8 млн. до 9 млн. шведських крон (близько $1,12 млн.).

Церемонія нагородження лауреатів за традицією відбудеться 10 грудня - у день смерті Альфреда Нобеля. Премії у галузі фізіології та медицини, фізики, хімії та літератури будуть вручені у Стокгольмі. Премія миру, згідно з заповітом Нобеля, вручається того ж дня в Осло.

Підпишіться на нас

Нобелівську премію з фізіології та медицини присудили трьом дослідникам, чиї роботи допомогли нам зрозуміти, як працює біологічний годинник.

Джеффрі Холл, Майкл Росбаш та Майкл Янг. (Фото: Chinese University Of Hong Kong Handout / EPA.)

Коливання білка PER – молекулярна пружина добових ритмів: накопичуючись у клітині, білок проникає у ядро ​​і пригнічує активність свого гена; потім PER поступово руйнується та звільняє свій ген – цикл повторюється. (Ілюстрація: Nobelprize.org.)

Життя на Землі з самого початку мало пристосовуватися до того, що день регулярно змінює ніч, а ніч змінює день. Багато живих істот обзавелися спеціальним годинниковим механізмом, який перемикає організм з денного режиму в нічний і назад. Найнаочніша демонстрація того, як працює біологічний годинник, - чергування сну і неспання. Але біологічний годинник – це не тільки сон. Відомо, що вдень і вночі у нас різна температура тіла, що вдень і вночі у нас по-різному працюють серце та судини, що обмін речовин підпорядковується добовим (чи циркадним, чи циркадіанним) коливанням. І те саме можна сказати про інші живі організми - про тварин і про рослини, про одноклітинних і багатоклітинних.

Те, що живий світ підпорядковується якомусь внутрішньому хронометру, помітили досить давно. Ще в першій половині XVIII століття французький астроном Жан-Жак де Меран звернув увагу на те, що рослини геліотропів, які повертають суцвіття слідом за сонцем і опускають своє листя на ніч, продовжують піднімати і опускати листя у цілодобовій темряві. Іншими словами, річ зовсім не в тому, є сонце чи ні, а в якомусь внутрішньому механізмі. Але що це за механізм? Адже ні рух листя, ні коливання температури тіла, ні сон – це механізм, це лише наслідки його функціонування.

На початку 70-х років минулого століття генетикам вдалося знайти зону в геномі дрозофілу, яка керувала добовими ритмами. Якщо в цю геномну зону потрапляли якісь зміни, добовий ритм мух виходив із 24-годинного розкладу, так що одні мухи жили так, якби в добу було менше годин – наприклад, лише 19, а для інших мух доба збільшувалася до 29 годин. Очевидно, вся справа була в якомусь гені, який тут був. Він отримав назву періодабо per.

1984 року нинішні нобелівські лауреати – Джеффрі Холл ( Jeffrey C. Hall) та Майкл Росбаш ( Michael Rosbash), які тоді працювали в Брандейському університеті, та Майкл Янг ( Michael W. Young) з Рокфеллерівського університету – повідомили одразу у двох статтях, що їм вдалося точно визначити, де в геномі дрозофіл сидить ген per. Згодом Холл і Росбаш зуміли показати, що рівень білка PER у клітинах коливається залежно від часу доби: вночі його стає дедалі більше, а вдень, навпаки, дедалі менше. Ось, здавалося б, прекрасна молекулярна пружина, що визначає перебіг біологічного годинника.

Але чому білка стає то більшою, то меншою? Найпростіше було б пояснити це негативним зворотним зв'язком. Як відомо, багато білків блокують роботу власних генів: якщо білкових молекул стає занадто багато, вони пригнічують активність власного гена, і не дають синтезувати нові копії РНК (нагадаємо, що копія РНК потрібна для синтезу білка, без РНК ніякого білка не вийде).

Одночасно в клітині працюють молекулярні машини, що розщеплюють білки, та білок PER у тому числі. Його стає дедалі менше, і зрештою він звільняє свій ген, отже той починає знову працювати – цикл повторюється. Сам білок PER може взаємодіяти і з іншими генами, підвищуючи або знижуючи їхню активність, а ті, у свою чергу, можуть працювати ще з якимось набором генів – таким чином, за рахунок коливань PER можна настроїти багато внутрішньоклітинних процесів. Заодно зауважимо, що в такій моделі зміна дня і ночі взагалі не потрібна - циклічні молекулярні зміни відбуваються власними силами, хоча, звичайно, насправді в живих організмах час доби, тобто режим освітленості впливає на роботу циркадних молекул.

Модель, у якій білок PER керує своєю концентрацією, легко і витончено пояснювала функціонування добових ритмів, але спочатку у ній були деякі білі плями. Якщо згадати, що білки синтезуються в цитоплазмі клітини, а ДНК сидить у клітинному ядрі, виникає питання: як PER проникає в ядро? Те, що він проникає, довели ті ж Холл та Росбаш, але хто йому допомагає туди проникнути? Загадка вирішилася в 1994 році, коли Майкл Янг знайшов білку PER помічника - ним виявився ген timelessта його білок TIM, який, як виявилося, абсолютно необхідний для нормального перебігу біологічного годинника. Щоб потрапити в ядро, білку PER потрібен білок TIM. Згодом Майкл Янг знайшов ще один важливий добовий білок – DBT, що кодується геном doubletime. Завдання білка DBT – робити так, щоб PER накопичувався та руйнувався відповідно до 24-годинного циклу. Іншими словами, DBT контролює точність ходу біологічного годинника.

Звичайно, це не всі білки, від яких залежать добові ритми; зокрема, як ми говорили вище, є спеціальні молекули, які повідомляють годинниковому механізму, чи багато зовні світла (білки, які синхронізують апарат біологічного годинника з часом доби, теж відкрили Холл, Росбаш та Янг). Тим не менш, принципова схема залишилася незмінною: щоб добові ритми працювали, потрібен PER, якого в клітині то багато, то мало, потрібен TIM, які допоможе PER проникнути в ядро, і потрібен DBT, який стежить за частотою PER. І, що важливо, схема ця виявилася універсальною - не тільки у дрозофіл добовий годинник працює за такою схемою, але взагалі у всіх живих істот.

Звичайно, тут варто нагадати, скільки знання циркадного механізму означає для медицини. Останнім часом ми все частіше чуємо про те, які проблеми можуть виникнути через зламаний біологічний годинник – що не дивно, якщо врахувати, скільки всього від них залежить. І не лише про порушення сну; є дані, що через проблеми з добовими ритмами підвищується ймовірність , і що засмучений біологічний годинник сприяє накопиченню - з усіма метаболічними проблемами.

Звичайно, щодо добових ритмів є ще безліч питань, пов'язаних з їх регуляцією та налаштуванням, з ієрархією та взаємовідносинами годинників з різних органів і тканин; нарешті, є крім добових ритмів, є і місячні, і сезонні, і очевидно, що вони якось із добовими колегами.

Однак все це не скасовує того очевидного факту, що Холл, Росбаш і Янг розкрили глибинну суть однієї з найбільш фундаментальних властивостей усіх живих організмів, а кількість статей на тему біологічного годинника, що зростає з кожним днем, говорить про те, що нинішнім лауреатам вдалося створити цілий напрямок у сучасної біології.



Останні матеріали розділу:

Альтернативна думка: чому я не люблю The Last of Us
Альтернативна думка: чому я не люблю The Last of Us

У зв'язку з тим, що ваш чудовий ресурс надає право голосу для вираження будь-якої точки зору (і відгукуючись на прохання дорогого...

Перші старовинні абетки та букварі
Перші старовинні абетки та букварі

Слайд 2 "Буквар" та "Абетка" - перші книги школяра. Послухайте маленький уривок із давньоруської книги "Повісті временних літ": "Велика...

Англійські картки: чи ефективний цей метод?
Англійські картки: чи ефективний цей метод?

Англійські слова у картинках з транскрипцією. Сайт umm4.com Навчальні картки для дітей «In the kitchen» — «На кухні» Картки з картинками...