Nobelpriset i fysiologi eller medicin, 2017: Vad får oss att bocka av

Nobelpriset i fysiologi eller medicin för 2017 har gått till tre amerikanska forskare för upptäckten av de molekylära mekanismerna som styr dygnsrytmer, den biologiska klockan som förutser dag/natt-cykler för att optimera organismers fysiologi och beteende.

Jeffrey C Hall (L), Michael Rosbash (C), Michael W Young (H). (2013 AP-filbild)

Drosophila melanogaster, fruktflugan som har fungerat som testbädden för genetik i över ett sekel, har återigen gett frukt. Nobelpriset i fysiologi eller medicin har gått till tre amerikanska molekylärbiologer som har använt Drosophila sedan 1970-talet i sitt arbete med dygnsrytmen, den interna klockan som håller oss i synk med världen. Den spårar jordens rotation, talar om för oss när vi ska gå och lägga oss och när det är dags att gå upp, och förbereder oss för de rutinmässiga kroppsuppgifter som vi utför under dagen och natten - och för de utmaningar som vi kan möta.

Rytmen säkerställer att vi är maximalt vakna mitt på morgonen, vilket är ganska användbart oavsett om du är jägar- och samlare ute på födosök eller industrikapten på ett möte. Det utövar också sitt inflytande på osynliga sätt, och reglerar cykeln av blodtryck och kroppstemperatur. Den undertrycker tarmrörelser strax före midnatt och ger upp sin kontroll tidigt på morgonen, vilket säkerställer att vi inte vaknar upp oss själva under perioden med djupaste sömn och lägsta ämnesomsättning. Människor delar dygnsrytmen med djur, växter, svampar och till och med ålderdomliga livsformer som cyanobakterier - encelliga organismer som är så långt tillbaka i den evolutionära kedjan att de inte ens har klart definierade cellkärnor.

Följ @ieexplained

Dygnsrytmen har observerats från antiken - en triremkapten som seglade Arabiska havet under Alexander den Store beskrev tamarindbladens nutation. Det första vetenskapliga experimentet om fenomenet dateras till 1729, då den franske kronobiologen Jean-Jacques d'Ortous de Mairan observerade att den dagliga öppningen och stängningen av touch-me-not (Mimosa pudica) stannar i tiden även när växten hålls i fullständigt mörker. Det var det första steget mot att förstå vetenskapen om dygnsrytmen - insikten att den är endogen och inte utlöses av yttre stimuli som solljus.

Medan dygnsrytmen har förståtts och beskrivits i detalj, har 2017 års Nobelpris i fysiologi eller medicin tilldelats Jeffrey C Hall och Michael Rosbash, livslånga kollegor vid Brandeis University, och Michael W Young från Rockefeller University, för att ha hamnat under huven av dess mekanism — drivfjädern till den biologiska klockan som får oss att ticka. Som så många av livets processer visar det sig vara en autonom negativ återkopplingsslinga. Och det identifierades inte igår heller.

Historien började 1984, när Hall och Rosbash isolerade en 'periodgen', ett svårt företag på den tiden. När de vann Canada Gairdner International Prize för sitt arbete 2012, avslöjade Hall att en kollega hade påpekat att det var första gången som en gen associerad med en enda funktion hade isolerats. År 1990 fann man att det mRNA som skrevs av genen flyttade ut ur cellkärnan och syntetiserade ett 'periodprotein', som drev tillbaka in i kärnan och blockerade 'periodgenen', vilket förhindrade ytterligare produktion. Cykeln startade om när förekomsten av periodproteinet föll. På-av-sekvensen producerade en 24-timmars sinusliknande våg i nivåerna av proteinet, motsvarande dag och natt. Detta är klockans tick-tock som driver dygnsrytmen.

Men medan rytmen är endogen är den öppen för korrigering. De flesta celler i kroppen verkar ha det, och de ansluter till en biologisk klocka i centrala nervsystemet när de går ur fas, på det sätt som internetanslutna datorer synkroniserar sina klockor med universella tidsservrar. Dessutom synkroniserar sensoriska stimuli som dagsljus hela systemet med världen. En helt blind person har en fungerande dygnsrytm, men i avsaknad av extern korrigering eller 'indragning' kan han eller hon vara ur fas med världen.

Personer med sömnstörningar kan ha liknande problem - en dygnsrytm som är något ur fas med omvärlden. Jetlag är ett katastrofalt fasproblem, där den drabbade är timmar osynkroniserad med världen och sannolikt är i ett förvirrat tillstånd tills yttre signaler återställer kroppens klocka. Det är därför man rekommenderas att följa destinationens sömncykel så snart som möjligt.

reba mcentire nettovärde

Under de senaste åren har medicinen engagerat sig i periferin av det cirkadiska regleringssystemet. Användningen av melatonin, ett sömnreglerande hormon som utsöndras av tallkottkörteln, har blivit en ganska modefluga, och det ordineras för att hantera jetlag och sömnlöshet. Vikten av kronobiologi, banbrytande av forskare som Mairan, uppskattas och samband kan upptäckas mellan tidpunkten för administreringen av läkemedel och deras effektivitet. Livsstilsstörningar som diabetes och hjärt-kärlsjukdomar har kopplats samman med störda dygnsrytmer. Och det finns oro för de metaboliska effekterna av yrken som kraftfullt avviker från den normala dygnsrytmen - flygbolagens besättningar är i riskzonen, och callcenterverksamheten kan permanent vända arbetarens dag och natt.

Dessa är perifera engagemang, men en förståelse av drivfjädern i kroppens klocka kan tillåta djupare ingrepp. Och medan Hall, Rosbash och Youngs arbete är på intracellulär nivå, borde det leda till en bättre förståelse för hur de miljoner klockorna i kroppen fungerar tillsammans. Så småningom skulle det kunna hjälpa till att helt reda ut hemligheterna bakom det stigande retikulära aktiverande systemet, strukturen i hjärnstammen som reglerar övergången mellan sömn och vakenhet, tros vara säte för medvetandet och svarar på den mest grundläggande mänskliga frågan med lugnet försäkran: Jag finns.

Jeffrey C Hall, 72

Erhöll doktorsexamen 1971 vid University of Washington i Seattle, var postdoktor vid Caltech, 1971-73, började på Brandeis University i Waltham 1974, blev knuten till University of Maine 2002

Michael Rosbash, 73

Tog doktorsexamen 1970 vid MIT och var postdoktor vid University of Edinburgh i Skottland under de kommande tre åren. Sedan 1974 har han varit fakultet vid Brandeis University i Waltham, USA

Michael W Young, 68

Erhöll doktorsexamen vid University of Texas i Austin 1975. 1975-77 var han postdoktor vid Stanford University i Palo Alto. Från 1978 har han varit fakultet vid Rockefeller University i New York

ALFRED NOBEL: Mannen bakom priset

Alfred Nobel, svensk kemist, ingenjör, uppfinnare, affärsman och filantrop, föddes i Stockholm den 21 oktober 1833. År 1867, i slutet av flera års experiment med den kemiska nitroglycerin, patenterade Nobel dynamit, som revolutionerade gruv- och anläggningsarbeten. På 1800-talet. Han fortsatte att arbeta med sprängämnesteknologi och andra kemiska uppfinningar och hade vid tiden för sin död 1896 355 patent. Nobel grundade och ägde en galax av företag, inklusive, från 1894 till hans död, Bofors.

nettovärde demi moore

Den 27 november 1895 undertecknade Nobel sitt tredje och sista testamente, i vilket han lämnade en stor del av sin förmögenhet för upprättandet av en fond, vars ränta årligen skall utdelas i form av Priser till dem, som under det föregående året , ska ha tillfört mänskligheten den största fördelen.

Dela Med Dina Vänner: