Обявяването на носителите на наградата за физиология или медицина даде началото на годишната Нобелова седмица в Стокхолм в понеделник. заяви, че наградата за 2017 г. удостоява изследователите Майкъл Росбаш и Майкъл Йънг за

откриването на молекулярни механизми, които контролират циркадните ритми - циклични флуктуации в интензивността на различни биологични процеси, свързани със смяната на деня и нощта.

Животът на Земята е приспособен към въртенето на планетата. Отдавна е установено, че всички живи организми, от растенията до хората, имат биологичен часовник, който позволява на тялото да се адаптира към промените в околната среда през деня. Първите наблюдения в тази област са направени в началото на нашата ера, по-задълбочени изследвания започват през 18 век.

До 20-ти век циркадните ритми на растенията и животните са били проучени доста пълно, но остава тайна как точно работи "вътрешният часовник". Тази тайна е открита от американски генетици и хронобиолози Хол, Росбаш и Йънг.

Плодовите мухи са се превърнали в модел на организъм за изследвания. Екип от изследователи успя да открие в тях ген, който контролира биологичните ритми.

Учените са открили, че този ген кодира протеин, който се натрупва в клетките през нощта и се унищожава през деня.

Впоследствие те идентифицират други елементи, отговорни за саморегулацията на "клетъчния часовник" и доказаха, че биологичният часовник работи по подобен начин в други многоклетъчни организми, включително и хората.

Вътрешният часовник адаптира нашата физиология към напълно различни часове от деня. От тях зависят нашето поведение, сън, метаболизъм, телесна температура, хормонални нива. Благосъстоянието ни се влошава, когато има несъответствие между работата на вътрешния часовник и околната среда. И така, тялото реагира на рязка промяна в часовата зона с безсъние, умора, главоболие. Синдромът на промяна на часовата зона, джетлаг, е включен в Международната класификация на болестите от няколко десетилетия. Несъответствието между начина на живот и ритмите, диктувани от тялото, води до повишен риск от развитие на много заболявания.

Първите документирани експерименти с вътрешни часовници са проведени през 18 век от френския астроном Жан-Жак дьо Меран. Той установил, че листата на мимозата увиснали при падане на нощта и се разпространили отново на сутринта. Когато де Меран реши да тества как растението ще се държи без достъп до светлина, се оказа, че листата на мимозата се издигат и падат независимо от осветлението - тези явления са свързани с промяна на времето на деня.

По-късно учените установяват, че други живи организми също имат подобни явления, които настройват тялото към промените в условията през деня.

Те бяха наречени циркадни ритми, от думите circa - "около" и dies - "ден". През 70-те години на миналия век физикът и молекулярният биолог Сиймор Бенцер се чудеше дали може да бъде идентифициран генът, който контролира циркадните ритми. Той успя да направи това, генът беше наречен период, но механизмът за контрол остава неизвестен.

През 1984 г. Хол, Ройбаш и Йънг успяват да го разпознаят.

Те изолират необходимия ген и установяват, че той е отговорен за натрупването и разрушаването на свързания протеин (PER) в клетките, в зависимост от времето на деня.

Следващата задача на изследователите беше да разберат как възникват и се поддържат циркадните трептения. Хол и Росбаш предположиха, че натрупването на протеин блокира генната функция, като по този начин регулира съдържанието на протеин в клетките.

Въпреки това, за да блокира работата на ген, протеинът, произведен в цитоплазмата, трябва да достигне до клетъчното ядро, където се намира генетичният материал. Оказа се, че PER наистина е вграден в ядрото през нощта, но как се стига до там?

През 1994 г. Йънг открива друг ген, вечен, който кодира TIM протеина, необходим за нормалните циркадни ритми.

Той откри, че когато TIM се свърже с PER, те са в състояние да проникнат в клетъчното ядро, където блокират гена на периода чрез инхибиране на обратна връзка.

Но някои въпроси все още оставаха без отговор. Например, какво контролира честотата на циркадните трептения? По-късно Йънг открива друг ген, doubletime, който е отговорен за образуването на протеина DBT, което забавя натрупването на протеина PER. Всички тези открития помогнаха да се разбере как колебанията са адаптирани към 24-часовия дневен цикъл.

Впоследствие Хол, Ройбаш и Йънг направиха още няколко открития, допълвайки и изяснявайки предишните.

Например, те идентифицираха редица протеини, необходими за активиране на гена на периода, а също така откриха механизма, чрез който вътрешният часовник се синхронизира със светлината.

Най-вероятните претенденти за Нобелова награда в тази област са вирусологът Юан Чанг и нейният съпруг, онколог, които откриват херпес вирус тип 8, свързан със саркома на Капоши; Професор Люис Кантли, който открива сигналните пътища на ензимите фосфоинозитид-3-кинази и изучава ролята им в растежа на тумора; и професор, който има значителен принос за анализа на данните, получени чрез методи за изобразяване на мозъка.

През 2016 г. лауреатът на японската награда Йошинори Осуми за откриване на механизма на аутофагията - процесът на разграждане и рециклиране на вътреклетъчните отпадъци.

На 2 октомври 2017 г. в 17:08 ч

Нобелова награда за физиология и медицина за 2017 г.: молекулярният механизъм на биологичния часовник

• научнопопулярна,
• биотехнология,
• Маниак здраве

На 2 октомври 2017 г. Нобеловият комитет обяви имената на носителите на Нобелова награда за 2017 г. по физиология или медицина. 9 милиона шведски крони ще бъдат разделени поравно от американските биолози Джефри К. Хол, Майкъл Росбаш и Майкъл У. Йънг за тяхното откриване на молекулярния механизъм на биологичния часовник, тоест на безкрайния циркаден ритъм на живота на организмите. човек.

В продължение на милиони години животът се е приспособил към въртенето на планетата. Отдавна е известно, че имаме вътрешен биологичен часовник, който предвижда и се адаптира към времето на деня. Искам да заспя вечер и да се събудя сутрин. Хормоните се освобождават в кръвта стриктно по график, а способностите / поведението на човек - координация, скорост на реакция - също зависят от времето на деня. Но как работи този вътрешен часовник?

Откриването на биологичния часовник се приписва на френския астроном Жан-Жак дьо Меран, който през 18 век забелязал, че листата на мимозата са отворени към Слънцето през деня и се затварят през нощта. Той се чудеше как ще се държи растението, ако бъде поставено в пълен мрак. Оказа се, че дори и в тъмното мимозата следва план – сякаш има вътрешен часовник.

По-късно такива биоритми са открити и при други растения, животни и хора. Почти всички живи организми на планетата реагират на Слънцето: циркадният ритъм е здраво вграден в земния живот, в метаболизма на целия живот на планетата. Но как работи този механизъм остава загадка.

Нобеловите лауреати изолират ген, който контролира биологичния ритъм през деня при плодовите мухи (човеците и мухите имат много общи гени поради наличието на общи предци). Те направиха първото си откритие през 1984 г. Откритият ген е наречен месечен цикъл.

ген месечен цикълкодира протеин, наречен PER, който се натрупва в клетките през нощта и се разрушава през деня. Концентрацията на PER протеин се променя по 24-часов график в съответствие с циркадния ритъм.

След това те идентифицираха допълнителни протеинови компоненти и напълно разкриха самодостатъчния вътреклетъчен механизъм на циркадния ритъм - в този уникален отговор PER протеинът блокира генната активност месечен цикъл, тоест PER блокира самия синтез, но постепенно се разгражда в течение на деня (виж диаграмата по-горе). Това е самостоятелен, безкраен цикъл. Действа по същия начин и при други многоклетъчни организми.

След откриването на гена, съответния протеин и общия механизъм на вътрешния часовник липсваха още няколко парчета от пъзела. Учените знаеха, че PER протеинът се натрупва през нощта в клетъчното ядро. Те също така знаеха, че съответната иРНК се произвежда в цитоплазмата. Не беше ясно как протеинът попада от цитоплазмата в клетъчното ядро. През 1994 г. Майкъл Йънг открива друг ген вечен, който кодира протеина TIM, който също е необходим за нормалното функциониране на вътрешния часовник. Той доказа, че ако TIM се свърже с PER, тогава двойка протеини е в състояние да влязат в клетъчното ядро, където блокират активността на гена. месечен цикълпо този начин затваря безкрайния цикъл на производство на PER протеин.

Установено е, че това движение приспособява вътрешните ни часовници към времето на деня с изключителна прецизност. Той регулира различни критични функции на тялото, включително човешкото поведение, нивата на хормоните, съня, телесната температура и метаболизма. Човек се чувства зле, ако има временно несъответствие между външните условия и вътрешния му биологичен часовник, например при пътуване на дълги разстояния в различни часови зони. Има и доказателства, че хроничното несъответствие между начина на живот и вътрешните часовници е свързано с повишен риск от различни заболявания, включително диабет, затлъстяване, рак и сърдечно-съдови заболявания.

По-късно Майкъл Йънг идентифицира друг ген двойно време, който кодира протеин, наречен DBT, който забавя натрупването на протеина PER в клетката и позволява на тялото да се приспособи по-точно към 24-часовия ден.

През следващите години настоящите нобелови лауреати хвърлят повече светлина върху участието на други молекулярни компоненти в циркадния ритъм, те откриват допълнителни протеини, които участват в активирането на гена месечен цикъли също така откри механизмите за това как светлината помага да се синхронизира биологичния часовник с външните условия на околната среда.

Отляво надясно: Майкъл Роузбаш, Майкъл Йънг, Джефри Хол

Изследването на механизма на вътрешния часовник далеч не е завършено. Знаем само основните части на механизма. Циркадната биология - изучаването на вътрешния часовник и циркадния ритъм - се очертава като отделна, бързо развиваща се област на изследване. И всичко това се случи благодарение на тримата настоящи носители на Нобелова награда.

Експертите обсъждат от няколко години каква ще бъде Нобеловата награда за молекулярния механизъм на циркадните ритми - и това събитие най-накрая се случи.

Нобелова награда за физиология или медицина. Нейни собственици станаха група учени от САЩ. Майкъл Йънг, Джефри Хол и Майкъл Росбаш получиха награда за откриването на молекулярните механизми, които контролират циркадния ритъм.

Според завещанието на Алфред Нобел наградата се присъжда на този, "който направи важно откритие" в тази област. Редакцията на ТАСС-ДОСИЕ подготви материал за процедурата за присъждане на тази награда и нейните лауреати.

Връчване на наградата и номиниране на кандидати

Нобеловата асамблея на Института Каролинска, намираща се в Стокхолм, отговаря за присъждането на наградата. Събранието се състои от 50 преподаватели от института. Негов работен орган е Нобеловият комитет. Състои се от петима души, избирани от Общото събрание измежду членовете му за тригодишен мандат. Асамблеята заседава няколко пъти в годината, за да обсъди избраните от комисията кандидати и в първия понеделник на октомври с мнозинство на гласовете избира лауреата.

Учени от различни страни имат право да номинират за наградата, включително членове на Нобеловата асамблея в Каролинския институт и носители на Нобелови награди за физиология или медицина и химия, които получиха специални покани от Нобеловия комитет. Можете да предлагате кандидати от септември до 31 януари на следващата година. 361 души са номинирани за наградата през 2017 г.

Лауреати

Наградата се присъжда от 1901 г. Първият лауреат е немският лекар, микробиолог и имунолог Емил Адолф фон Беринг, който разработва метод за имунизация срещу дифтерия. През 1902 г. наградата получава Роналд Рос (Великобритания), който изучава маларията; през 1905 г. - изследовател на патогените на туберкулозата Роберт Кох (Германия); през 1923 г. Фредерик Бънтинг (Канада) и Джон Маклауд (Великобритания) откриват инсулина; през 1924 г. - основателят на електрокардиографията Вилем Айнтовен (Холандия); през 2003 г. - Пол Лаутърбър (САЩ) и Питър Мансфийлд (Великобритания), които разработиха метода за магнитно-резонансна томография.

Според Нобеловия комитет на Каролинския институт, наградата от 1945 г., присъдена на Александър Флеминг, Ърнест Чейн и Хауърд Флори (Великобритания), открили пеницилина, остава най-известната. Някои открития са загубили своето значение с течение на времето. Сред тях е методът на лоботомията, използван при лечението на психични заболявания. За разработката му през 1949 г. наградата получава португалецът Антонио Егас-Монис.

През 2016 г. наградата бе присъдена на японския биолог Йошинори Осуми „за откриването на механизма на аутофагията“ (процесът на обработка на клетката ненужно съдържание в нея).

Според уебсайта на Нобеловата награда в списъка на лауреатите има 211 души, включително 12 жени. Сред лауреатите са двама наши сънародници: физиологът Иван Павлов (1904 г.; за работа в областта на физиологията на храносмилането) и биологът и патолог Иля Мечников (1908 г.; за изследване на имунитета).

Статистика

През 1901-2016 г. наградата по физиология и медицина е присъдена 107 пъти (през 1915-1918, 1921, 1925, 1940-1942 г. Нобеловата асамблея на Каролинския институт не може да избере лауреат). Наградата е разделена 32 пъти между двама лауреати и 36 пъти между трима. Средната възраст на лауреатите е 58 години. Най-младият е канадецът Фредерик Бънтинг, който печели наградата през 1923 г. на 32-годишна възраст, най-възрастният е 87-годишният американец Франсис Пейтън Роуз (1966).

През 2017 г. Нобеловата награда за медицина бе присъдена на трима американски учени, които откриха молекулярните механизми, отговорни за циркадния ритъм – човешкия биологичен часовник. Тези механизми регулират съня и будността, работата на хормоналната система, телесната температура и други параметри на човешкото тяло, които варират в зависимост от времето на деня. Прочетете повече за откритието на учени – в материала RT.

Носители на Нобелова награда по физиология и медицина Ройтерс Йонас Екстромер

Нобеловият комитет на Каролинския институт в Стокхолм в понеделник, 2 октомври, обяви, че Нобеловата награда за физиология и медицина за 2017 г. е присъдена на американските учени Майкъл Йънг, Джефри Хол и Майкъл Росбаш за откриване на молекулярните механизми, които контролират циркадния ритъм.

"Те успяха да влязат в биологичния часовник на тялото и да обяснят как работи", каза комисията.

Циркадните ритми са цикличните колебания на различни физиологични и биохимични процеси в организма, свързани със смяната на деня и нощта. В почти всеки орган на човешкото тяло има клетки с индивидуален молекулен часовников механизъм и следователно циркадните ритми са биологичен хронометър.

Според съобщението на Каролинския институт, Йънг, Хол и Росбаш са успели да изолират ген в плодови мухи, който контролира отделянето на специален протеин в зависимост от времето на деня.

„По този начин учените успяха да идентифицират протеиновите съединения, които участват в работата на този механизъм, и да разберат работата на независимата механика на това явление във всяка отделна клетка. Вече знаем, че биологичният часовник работи по същия начин в клетките на други многоклетъчни организми, включително хората “, се казва в съобщение на комисията по награждаването.

• Плодова мушица
• globallookpress.com
• imagebroker / Алфред Шаухубер

Наличието на биологичен часовник в живите организми е установено в края на миналия век. Те се намират в така нареченото супрахиазматично ядро ​​на хипоталамуса на мозъка. Ядрото получава информация за нивото на осветеност от рецепторите на ретината и изпраща сигнал до други органи с помощта на нервни импулси и хормонални промени.

Освен това някои клетки на ядрото, подобно на клетките на други органи, имат собствен биологичен часовник, чиято работа се осигурява от протеини, чиято активност варира в зависимост от времето на деня. Синтезът на други протеинови връзки, които генерират циркадните ритми на жизнената активност на отделни клетки и цели органи, зависи от активността на тези протеини. Например, престоят в ярко осветена стая през нощта може да измести циркадния ритъм, активирайки протеиновия синтез на PER гените, обикновено започващ сутрин.

Черният дроб също играе значителна роля в циркадните ритми при бозайниците. Например, гризачи като мишки или плъхове са нощни животни и се хранят на тъмно. Но ако храната е налична само през деня, циркадният им цикъл на черния дроб се измества с 12 часа.

Ритъмът на живота

Циркадните ритми са дневни промени в активността на тялото. Те включват регулиране на съня и будността, отделянето на хормони, телесната температура и други параметри, които се променят в съответствие с циркадния ритъм, обяснява сомнологът Александър Мелников. Той отбеляза, че изследователите се развиват в тази посока от няколко десетилетия.

„На първо място, трябва да се отбележи, че това не е откритие от вчера или днес. Тези изследвания се провеждат в продължение на много десетилетия – от 80-те години на миналия век до наши дни – и са направили възможно откриването на един от най-дълбоките механизми, които регулират природата на човешкото тяло и другите живи същества. Механизмът, открит от учените, е много важен за влияние върху циркадния ритъм на тялото “, каза Мелников.

• pixabay.com

Според експерта тези процеси се случват не само поради смяната на деня и нощта. Дори в условията на полярна нощ дневните ритми ще продължат да действат.

„Тези фактори са много важни, но много често се нарушават при хората. Тези процеси се регулират на генно ниво, което беше потвърдено от лауреатите на наградата. В днешно време хората много често сменят часовите зони и са изложени на различни стресове, свързани с резки промени в циркадния ритъм. Напрегнатият ритъм на съвременния живот може да повлияе на правилността на регулацията и възможността за почивка на тялото“, заключи Мелников. Той е уверен, че изследването на Йънг, Хол и Росбаш дава възможност за разработване на нови механизми за влияние върху ритмите на човешкото тяло.

История на наградата

Основателят на наградата Алфред Нобел в завещанието си поверява избора на лауреата по физиология и медицина на Каролинския институт в Стокхолм, основан през 1810 г., който е един от водещите образователни и научни медицински центрове в света. Нобеловият комитет на университета се състои от петима постоянни членове, които от своя страна имат право да канят експерти за консултации. Списъкът с номинираните за тазгодишната награда наброяваше 361 имена.

Нобеловата награда за медицина е присъдена 107 пъти на 211 учени. Първият му лауреат е през 1901 г. немският лекар Емил Адолф фон Беринг, който разработва метод за имунизация срещу дифтерия. Комитетът на Каролинския институт счита за най-значимата награда през 1945 г., присъдена на британските учени Флеминг, Чейн и Флори за откриването на пеницилин. Някои награди са станали неуместни с течение на времето, като тази, присъдена през 1949 г. за развитието на метода на лоботомията.

През 2017 г. размерът на наградата беше увеличен от 8 милиона на 9 милиона шведски крони (около 1,12 милиона долара).

Церемонията по награждаването на лауреатите по традиция ще се състои на 10 декември – деня на смъртта на Алфред Нобел. Наградите по физиология и медицина, физика, химия и литература ще бъдат връчени в Стокхолм. Наградата за мир, според завещанието на Нобеловата награда, се връчва на същия ден в Осло.

Абонирайте се за нас