פרס נובל לפיזיולוגיה או רפואה, 2017: מה גורם לנו לתקתק
פרס נובל לפיזיולוגיה או רפואה לשנת 2017 הוענק לשלושה מדענים אמריקאים על גילוי המנגנונים המולקולריים השולטים במקצבים הצירקדיים, השעון הביולוגי שצופה מחזורי יום/לילה כדי לייעל את הפיזיולוגיה וההתנהגות של אורגניזמים.
ג'פרי סי הול (L), מייקל רוסבאש (C), מייקל W Young (R). (תמונת קובץ AP 2013) תסיסנית מלנוגסטר, זבוב הפירות ששימש כמצע המבחן של הגנטיקה במשך למעלה ממאה שנה, שוב הניב פרי. פרס נובל לפיזיולוגיה או רפואה הוענק לשלושה ביולוגים מולקולריים אמריקאים שהשתמשו בתסיסנית מאז שנות ה-70 בעבודתם על המקצב הצירקדי, השעון הפנימי ששומר אותנו מסונכרנים עם העולם. הוא עוקב אחר סיבוב כדור הארץ, אומר לנו מתי ללכת לישון ומתי הגיע הזמן לקום, ומכין אותנו למשימות הגוף השגרתיות שאנו מבצעים במהלך היום והלילה - ולאתגרים שאנו עלולים להתמודד איתם.
הקצב מבטיח שאנחנו בכוננות מרבית באמצע הבוקר, וזה שימושי למדי בין אם אתה צייד-לקט בחיפוש אחר מזון או קפטן התעשייה בפגישה. הוא מפעיל את השפעתו בדרכים בלתי נראות, גם מסדיר את מחזור לחץ הדם וטמפרטורת הגוף. הוא מדכא יציאות קצת לפני חצות ומוותר על שליטתו מוקדם בבוקר, ומבטיח שלא נעיר את עצמנו בתקופת השינה העמוקה ביותר וקצב חילוף החומרים הנמוך ביותר. בני אדם חולקים את המקצב הצירקדי עם בעלי חיים, צמחים, פטריות ואפילו צורות חיים ארכאיות כמו ציאנובקטריה - אורגניזמים חד-תאיים שנמצאים כל כך רחוק בשרשרת האבולוציונית, עד שאין להם אפילו גרעיני תאים מוגדרים בבירור.
המקצב הצירקדי נצפה מימי קדם - קפטן טרירם שהפליג בים הערבי תחת אלכסנדר מוקדון תיאר את התזונה של עלי התמרינדי. הניסוי המדעי הראשון הנוגע לתופעה מתוארך לשנת 1729, כאשר הכרונוביולוג הצרפתי ז'אן ז'אק ד'אורטוס דה מאירן הבחין כי הפתיחה והסגירה היומית של ה-Touch-me-not (Mimosa pudica) נשארות בזמן גם כאשר הצמח נשמר. בחושך מוחלט. זה היה הצעד הראשון לקראת הבנת המדע של המקצב הצירקדי - התובנה שהוא אנדוגני, ואינו מופעל על ידי גירויים חיצוניים כמו אור שמש.
בעוד המקצב הצירקדי הובן ותואר בפירוט, פרס נובל בפיזיולוגיה או רפואה לשנת 2017 הוענק לג'פרי סי הול ומייקל רוסבאש, עמיתים לכל החיים באוניברסיטת ברנדייס, ומייקל וו יאנג מאוניברסיטת רוקפלר, על כך שהם נכנסו מתחת למכסה המנוע. של המנגנון שלו - המעיין המרכזי של השעון הביולוגי שגורם לנו לתקתק. כמו רבים כל כך מתהליכי החיים, מסתבר שזו לולאת משוב שלילי אוטונומית. וזה גם לא זוהה אתמול.
הסיפור התחיל ב-1984, כאשר הול ורוסבש בודדו 'גן תקופתי', מפעל קשה באותה תקופה. כאשר זכו בפרס גיירדנר הבינלאומי של קנדה על עבודתם בשנת 2012, הול חשף שעמית ציין שזו הפעם הראשונה שגן הקשור לתפקוד יחיד מבודד. בשנת 1990, נמצא כי ה-mRNA שנכתב על הגן יצא מגרעין התא וסינתז 'חלבון תקופתי', שנסחף חזרה לגרעין וחסם את 'גן התקופה', ומונע ייצור נוסף. המחזור התחיל מחדש כאשר שכיחות החלבון התקופתי ירדה. רצף ה-on-off יצר גל דמוי סינוס של 24 שעות ברמות החלבון, התואם עם היום והלילה. זהו תקתוק השעון שמניע את הקצב הצירקדי.
עם זאת, בעוד הקצב אנדוגני, הוא פתוח לתיקון. נראה שלרוב התאים בגוף יש את זה, והם מתחברים לשעון ביולוגי במערכת העצבים המרכזית כשהם נסחפים מפאזה, באופן שבו מחשבים המחוברים לאינטרנט מסנכרנים את השעונים שלהם עם שרתי זמן אוניברסליים. בנוסף, גירויים תחושתיים כמו אור יום מסנכרנים את כל המערכת עם העולם. לאדם עיוור לחלוטין יש קצב יממה שפועל, אך בהיעדר תיקון חיצוני או 'סחף', הוא עלול להיות מחוץ לשלב עם העולם.
לאנשים עם הפרעות שינה עשויות להיות בעיות דומות - קצב יממה שנמצא מעט מחוץ לשלב עם העולם החיצוני. ג'ט לג היא בעיית פאזה קטסטרופלית, כשהסובל שעות לא מסונכרנות עם העולם, וסביר להניח שהוא במצב מבולבל עד שרמזים חיצוניים יאפסו את השעון של הגוף. לכן מומלץ לעקוב אחר מחזור השינה של היעד בהקדם האפשרי.
בשנים האחרונות, הרפואה עוסקת בפריפריה של מערכת הרגולציה הצירקדית. השימוש במלטונין, הורמון לניהול שינה המופרש מבלוטת האצטרובל, הפך לאופנה למדי, והוא מיועד לטיפול בג'ט לג ונדודי שינה. החשיבות של הכרונוביולוגיה, שחלו על ידי חוקרים כמו מירן, מוערכת וייתכן שיתגלו מתאמים בין העיתוי של מתן תרופות ליעילותן. הפרעות באורח החיים כמו סוכרת ומחלות לב וכלי דם נקשרו למקצבי יממה. ויש דאגה לגבי ההשפעות המטבוליות של מקצועות שיוצאים בכוח מהמקצב הצירקדי הרגיל - צוותי חברת התעופה נמצאים בסיכון, והעסק במוקד הטלפוני יכול להפוך לצמיתות את יום ולילה של העובד.
אלו הן התקשרויות היקפיות, אבל הבנה של המעיין המרכזי של השעון של הגוף יכולה לאפשר התערבויות עמוקות יותר. ובעוד שהעבודה של הול, רוסבש ויאנג היא ברמה התוך-תאית, היא אמורה להוביל להבנה טובה יותר של האופן שבו מיליוני השעונים בגוף עובדים יחד. בסופו של דבר, זה יכול לעזור לפענח לחלוטין את הסודות של מערכת ההפעלה הרשתית העולה, המבנה בגזע המוח המווסת את המעבר בין שינה וערות, הוא מאמינים שהוא מושב התודעה ועונה על השאלה האנושית הבסיסית ביותר ברוגע. הבטחה: אני קיים.
ג'פרי סי הול, 72
קיבל תואר דוקטור ב-1971 באוניברסיטת וושינגטון בסיאטל, היה עמית פוסט-דוקטורט ב-Caltech, 1971-73, הצטרף לאוניברסיטת ברנדייס בוולטהם ב-1974, נקשר לאוניברסיטת מיין ב-2002
מיכאל רוסבש, 73
קיבל תואר דוקטור ב-1970 ב-MIT, והיה פוסט דוקטורט באוניברסיטת אדינבורו בסקוטלנד במשך שלוש השנים הבאות. מאז 1974 הוא עובד בפקולטה באוניברסיטת ברנדייס בוולתם, ארה'ב
מייקל וו יאנג, 68
קיבל תואר דוקטור באוניברסיטת טקסס באוסטין בשנת 1975. בין השנים 1975-1977 היה עמית פוסט דוקטורט באוניברסיטת סטנפורד בפאלו אלטו. משנת 1978 הוא עובד בסגל באוניברסיטת רוקפלר בניו יורק
אלפרד נובל: האיש שמאחורי הפרס
אלפרד נובל, כימאי, מהנדס, ממציא, איש עסקים ופילנתרופ שוודי, נולד בשטוקהולם ב-21 באוקטובר 1833. ב-1867, בתום כמה שנים של ניסויים בכימיקל ניטרוגליצרין, רשמה נובל פטנט על דינמיט, שחולל מהפכה בכרייה ובהנדסה אזרחית. במאה ה 19. הוא המשיך לעבוד על טכנולוגיית חומרי נפץ והמצאות כימיות אחרות, ועד מותו ב-1896 היו לו 355 פטנטים. נובל הקים והחזיק גלקסיה של חברות, כולל, מ-1894 ועד מותו, בופורס.
ב-27 בנובמבר 1895 חתם נובל על צוואתו השלישית והאחרונה, שבה השאיר חלק ניכר מעושרו להקמת קרן, שהריבית עליה תחולק מדי שנה בצורת פרסים למי שבמהלך השנה הקודמת. , יקנה את התועלת הגדולה ביותר לאנושות.
שתף עם החברים שלך:
