Nagroda Nobla za badania nad zegarem biologicznym

Trójka naukowców ze Stanów Zjednoczonych otrzymała tegoroczną nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii i medycyny. Badania dotyczyły synchronizacji organizmu z rytmem dobowym na Ziemi.

Jeffrey Hall i Michael Rosbash z Uniwersytetu Brandeisa w Waltham w stanie Massachusetts oraz Michael Young z Uniwersytetu Rockefellera w Nowym Jorku pracowali nad genami korelującymi podstawowy zegar okołodobowy organizmu. Sekwencje kodowały specjalne białka kontrolujące cykl dnia i nocy u roślin, grzybów, pierwotniaków i zwierząt. W ostatnich latach swoich badań naukowcy odkryli, że zegar okołodobowy jest związany nie tylko z cyklem snu, ale również metabolizmem oraz funkcjonowaniem mózgu. Obecność wewnętrznego zegara biologicznego została zaobserwowana jeszcze w XVIII wieku, kiedy to astronom Jean Jacques d'Ortous de Mairan wykazał, że liście otwierają się o świcie i zamykają o zmierzchu, powtarzając cyklicznie ten proces nawet przy braku dostępu do światła. Tezę potwierdziły późniejsze obserwacje prowadzone na zmodyfikowanych genetycznie muszkach owocowych.

Początek badań nagrodzonych Noblem sięga 1984 roku. Hall, Rosbash i Young wykazali, że białko zwane PER funkcjonowało według 24-godzinnego cyklu, osiągając szczyt aktywności w nocy. Podejrzewano, że zegar biologiczny był napędzany przez pętlę sprzężenia zwrotnego, jednak w 1994 roku naukowcy odkryli jeszcze jeden gen zegarowy, a następnie 6 kolejnych, które wspólnie wpływały na cykl dnia i nocy organizmu. Dziś wiadomo, że mechanizm circadian reguluje również metabolizm, a zegar dobowy jest procesem fundamentalnym. Oddziałuje na zużycie i przechowywanie energii, ciśnienie krwi, temperaturę ciała, stany zapalne, a nawet funkcjonowanie mózgu. Przez to pora dnia może wpływać na skuteczność leków oraz skutki ich użycia. Niedopasowanie wewnętrznego zegara biologicznego ze środowiskiem (np. w wyniku kilkuzmianowej pracy) odgrywają znaczącą rolę w zaburzeniach nastroju oraz ryzyku zachorowania na raka.

Nagroda okazała się dużym zaskoczeniem dla Rosbash'a, który nie spodziewał się takiego wyróżniania. Naukowcy za swoje odkrycie otrzymali do podziału 9 mln koron szwedzkich, czyli około 1,1 mln USD. Kwota była wyższa o 12,5% w stosunku do nagród w ubiegłym roku.

Źródło:Brain & Behavior, Scientific Community