Search

 
 

Сьогодні в Каролінському інституті (Швеція) відбулося присудження Нобелівської премії в галузі медицини і фізіології. Почесну нагороду отримали американські вчені Джеффрі Холл (Jeffrey C. Hall), Майкл Розбаш (Michael Rosbash) и Майкл Янг (Michael W. Young) за відкриття молекулярних механізмів, що контролюють циркадний ритм. Не тільки рослини, а також тварини і люди наділені внутрішнім біологічним годинником, що регулює пристосування організму до добових ритмів. Ця регулярна адаптація організму має назву циркадного ритму (від латинських слів circa - навколо і dies – день).

Дослідження Джеффрі Холла, Майкла Розбаша і Майкла Янга пояснює, яким чином живі істоти синхронізують свої біологічні ритми з добовим обертанням Землі. Використовуючи дрозофілу як модель для дослідів, цьогорічні Нобелівські лауреати виокремили ген, що контролює нормальний денний біологічний ритм. Вони показали, що цей ген відповідальний за виробництво протеїну, який    накопичується в клітині протягом ночі й потім руйнується протягом дня. Крім того, вчені ідентифікували додаткові протеїнові компоненти цієї системи, в тому числі механізм, що керує саморегульованим біологічним годинником всередині клітини. Тепер можна з певністю стверджувати, що біологічний годинник в клітинах усіх живих організмів, включаючи людей, функціонує відповідно до цього принципу. 

1984 року Джеффрі Холл і Майкл Розбаш, що тісно співпрацювали в Університеті Брендайса (Бостон), і Майкл Янг з Університету Рокфеллера в Нью-Йорку, досягли успіху у виокремленні «періодичного» гена. Згодом Джеффрі Холл і Майкл Розбаш продовжили дослідження і встановили, що протеїн, вироблення якого контролює «періодичний» ген, накопичується протягом ночі й руйнується протягом дня. Таким чином, рівень ПЕР (протеїну, контрольованого «ПЕРіодичним» геном), коливається протягом доби у відповідності з циркадним ритмом.

Тепер залишалося з’ясувати, як саме утворюються циркадні коливання. Джеффрі Холл і Майкл Розбаш припустили, що ПЕР протеїн блокує активність «періодичного» гена. Через інгібіруючу петлю зворотного зв’язку ПЕР протеїн може запобігати своєму власному синтезу й таким чином регулювати свій власний рівень в межах циркадного ритму. Проте деяких частинок пазлу бракувало. Для того, щоб заблокувати активність «періодичного» гена, ПЕР протеїн, що виробляється в цитоплазмі, має досягти ядра клітини, де зосереджено генетичний матеріал. Джеффрі Холл та Майкл Розбаш довели, що ПЕР протеїн вбудовується в ядро протягом ночі, а Майкл Янг відкрив другий ген біологічного годинника – «БЕЗчасовий», що відповідає за БЕЗ протеїн, необхідний для нормального циркадного ритму. Майкл Янг довів, що, з’єднавшись, протеїни ПЕР і БЕЗ здатні проникати в ядро клітини, де вони блокують активність «періодичного» гена, що закриває інгібіруючу петлю зворотного зв’язку. Крім того, Майкл Янг виокремив іще один ген, «ДВОчасовий» – він відповідає за вироблення ДВО протеїну, який відкладає накопичення ПЕР протеїну. Таким чином вчені підійшли до розуміння молекулярного механізму частоти добових коливань циркадного ритму.

Фото: AFP