"Биологические часы" принес Нобелевской премии по медицине американским ученым

Опубликованно 17.10.2017 20:52

Новости шоу бизнеса: Три американских ученых разделили высшую награду научного исследования на работы внутренние часы всех живых организмов.

Жизнь на Земле приспособлена к вращению нашей планеты вокруг Солнца. На протяжении многих лет, мы знаем, что он существует внутри живых организмов, включая людей, биологические часы, которые помогают предсказать, циркадный ритм и адаптироваться к нему. Но как работают эти часы? Американские генетики и хронобиологи Джеффри Холл, Майкл Розбаш и Майкл Янг смогли заглянуть внутрь этого механизма, и пролить свет на его скрытые работы. Их заключения демонстрируют, что растения, животные и люди приспосабливаются их биоритмов, для синхронизации с выхода цикла вращения Земли, как сообщает 112.ua.

Используя мух, как живых организмов, лауреатов Нобелевской премии-2017 выявили ген, который контролирует нормальный циркадный ритм у живых существ. Также, они показали, что этот ген кодирует белок, который накапливается в клетке ночью и распадается в течение дня, заставляя соблюдать этот ритм. Впоследствии они определили, что дополнительные белки компонентов, менеджеры механизм самоподдерживающихся "часов" внутри клетки. И теперь мы знаем, что биологические часы работают по тому же принципу, что и внутри клеток, внутри-и многоклеточных организмов, например, людей.

Благодаря исключительной точности наши внутренние часы приспосабливаются к нашей физиологии этих различных фаз дня – утро, день, вечер и ночь. Эти часы регулируют также важные функции, как поведение, уровень гормонов, сон, температуру тела и обмен веществ. Нашего благополучия, страдает, когда происходит рассинхронизация внешней среды и внутренних часов. Например, так называемый джетлаг, позирует для путешественников, которые перемещаются из одного часового пояса в другой, а затем еще долго не могут приспособиться к изменению дня и ночи. Спят в течение дня и спать в темноте. Сегодня, есть также много доказательств того, что хроническое несовпадение между жизнью и биоритмов увеличивает риск различных заболеваний.

Наши внутренние часы не обмануть

Большинство живых организмов, четко вписывается в день изменения окружающей среды. Одним из первых на наличие этой адаптации была доказана еще в XVIII веке французский астроном Жан-Жак д'Ортуа де Майран. Он наблюдал за куст мимозы, и обнаружил, что его листья поворачиваются за солнцем в течение дня и закрываются на закате. Ученый задавался вопросом, что случилось бы, если растение оказалось постоянно в темноте? Поставив простой эксперимент, исследователь обнаружил, что, независимо от наличия солнечного света, листья экспериментальной мимозы продолжают делать свои обычные суточные движения. Как оказалось, растения имеют свои внутренние часы.

Более поздние исследования доказали, что не только растения, но также животные и люди представляются работы биологических часов, которые помогают адаптироваться в нашей физиологии в день изменения. Это приспособление называется циркадный ритм. Термин происходит от латинских слов circa - "около" и dies - "день". Но как именно работают эти биологические часы, долго оставался загадкой.

Открытие гена часов"

В 1970-х годах, американский физик, биолог и психогенетик Сеймур Бензер с его учеником Рональд Конопкой исследованием, вы можете выбрать генов, контролирующих циркадный ритм у плодовых мушек. Ученым удалось показать, что мутации в неизвестное их гене нарушают этот ритм, экспериментальных насекомых. Они назвали его геном периода. Но как этот ген влияет на циркадный ритм?

Лауреаты Нобелевской премии в 2017 году также проведены эксперименты на мухах. Их целью было открыть операции внутренние часы. В 1984 году, Джеффри Холл и Майкл Розбаш, которые работали в тесном сотрудничестве друг с другом в стенах Брандейского университета в Бостоне, а также Майкл Янг из Университета Рокфеллера в Нью-Йорке успешно изолировали ген периода. Фойе и Розбаш затем обнаружили, что белок PER, кодирующийся этот ген, накапливается в клетках в течение ночи и рушится. Таким образом, уровень этого белка меняется в течение 24-часового цикла синхронно с циркадным ритмом. Был обнаружен "маятник" внутренних клеточных часов.

Механизм саморегулирования

Далее главной целью было понять, как эти циркадные колебания могут возникать и поддерживаться. Холл и Розбаш предположили, что белок PER в течение суточного цикла блокирует активность гена периода. Они думали, что с помощью ингибирующей обратной связи белка PER может отрицательно сказаться на его собственный синтез, и таким образом регулировать уровень непрерывного и циклического ритма.

Для создания этой любопытной модели не хватает некоторых элементов. Чтобы блокировать активность гена периода, белка PER, изготовлены в цитоплазме, как ожидается, достигнет ядра клетки, которая содержит генетический материал. Опыты Холла и Розбаша показали, что этот белок действительно накапливается в ядре ночь. Но как это происходит? Ответил на этот вопрос в 1994 году, Майкл Янг, который открыл второй ключ "часовой" ген, который кодирует белок, ТИМ, необходимых для соблюдения нормального циркадного ритма. Простой и элегантный, он показал, что, когда ТИМ, связанный с PER, эти два белка, способные проникать в ядра, где они блокируют активность гена периода, чтобы закрыть ингибирующую обратной связи.

Такой механизм регулирования, объяснил, как возникло это колебания уровня клеточного протеина, но он не закрыл все вопросы. Например, необходимо было установить, что контроль частоты ежедневных колебаний. Для решения этой проблемы, Майкл Янг нанял ген кодирует белок, DBT – он задерживает накопление белка PER. Это позволило понять, что это колебание регулируется, при условии, соответствовать 24-часовым циклом.

Эти заключения сегодня победители, лежат в основе ключевых принципов работы биологических часов. В результате, были обнаружены и другие молекулярные компоненты этого механизма. Они демонстрируют стабильность его работы и принципы действия. Например, Холл, Розбаш и Янг нашли другие белки, необходимые для активации гена период, а также механизм, с помощью которого свет синхронизирует биологические часы.

Влияние циркадных ритмов на жизнь человека

Биологические часы, участвующих во многих аспектах нашей сложной физиологии. Теперь мы знаем, что всех многоклеточных организмов, включая людей, используют аналогичные механизмы, чтобы контролировать циркадные ритмы. Работа-большая часть наших генов регулируется биологическими часами, поэтому, внимательно слушает циркадный ритм подходит нашей физиологии на различных этапах день. Благодаря плодотворной работе три сегодня нобелиантов, циркадная биология превратилась в широкий и динамических исследований, изучающую влияние циркадных ритмов на наше здоровье и благополучие. И мы получили еще одно подтверждение того, что ночью все же лучше спать, даже если ты плохой "сова". Это более здоровым.

Джеффри Холл родился в 1945 году в Нью-Йорке, США. Докторскую степень получил в 1971 году в вашингтонском университете (Сиэтл, Вашингон). До 1973 года он занимал должность профессора в калифорнийском технологическом институте (Пасадена, Калифорния). С 1974 года она работает в Брандейском университете (Waltham, Massachusetts). В 2002 году начал сотрудничество с Университетом дю Мэн.

Майкл Розбаш – родился в 1944 году в городе Канзас-Сити, США. Защитил докторскую в массачусетском технологическом институте (Кембридж, штат Массачусетс). В ближайшие три года, был докторантом университета в Эдинбурге, в Шотландии. С 1974 года она работает в Брандейском университете (Waltham, Massachusetts).

Майкл Янг родился в 1949 году в Майами США. Закончил доктора философии в Университете Техаса (Остин, Техас) в 1975 году. До 1977 года проходил постдокторантуру в Стэнфордском университете (Пало-Альто, Калифорния). В 1978 году поступил на факультет Университета Рокфеллера в Нью-Йорке.

Категория: Здоровье