A cirkadián ritmust, azaz a “napi biológiai órát” szabályozó molekuláris mechanizmus kutatásáért 3 amerikai tudós, Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash és Michael W. Young kapja az idei orvosi-élettani Nobel-díjat – jelentették be a Karolinska Intézetben Stockholmban.
Az illetékes bizottság indoklása szerint Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash és Michael W. Young felfedezései rávilágítanak arra, hogy a növények, az állatok és az emberek biológiai ritmusa miként alkalmazkodik a Föld forgásához. A földi élet ugyanis a bolygó forgásához igazodik. A kutatók előtt már régóta ismert, hogy az élő szervezeteknek – beleértve az embert – belső, biológiai órájuk van, amely segíti őket a napi ritmushoz való alkalmazkodásban és az arra való felkészülésben. Ennek a belső órának a mechanizmusa részben annak köszönhetően vált ismertté, hogy a három amerikai tudós megvilágította belső működését.
Gyümölcslegyeket használva modellorganizmusként, az idei orvosi Nobel-díj kitüntetettjei izoláltak egy olyan gént, amely szabályozza a napi biológiai ritmust. Kimutatták, hogy ez a gén kódol egy fehérjét, amely éjszaka felgyülemlik a sejtben, nappal pedig lebomlik. Később a gépezet működésében részt vevő további fehérjéket azonosítottak, megvilágítva a mechanizmust, amely a sejten belüli önfenntartó óra működését szabályozza. Ma már ismert, hogy a biológiai órák ugyanazon elvek mentén működnek más soksejtes organizmusokban is, beleértve az embert.
A belső óra rendkívüli precizitással igazítja a szervezet működését a nap eltérő szakaszaihoz – olvasható az indoklásban.
Ez az óra szabályozza az olyan kritikus funkciókat, mint a viselkedés, a hormonszintek, az alvás, a testhőmérséklet és az anyagcsere. Az ember egészségét befolyásolja, ha átmenetileg felborul a külső környezet és a belső biológiai óra összhangja. Ez történik például akkor, ha valaki átutazik több időzónán és ez zavarokat vált ki szervezete működésében. Vannak arra utaló jelek, hogy az életvitel és a belső óra által diktált ritmus közötti összhang krónikus hiánya összefüggésben áll több betegség kialakulásával.
A legtöbb élő szervezet alkalmazkodik a környezet napi változásaihoz. A 18. században Jean Jacques d’Ortous de Mairan csillagász mimózákat tanulmányozva megfigyelte, hogy a növény levelei napközben a fény felé nyíltak, alkonyatkor lekonyultak. Megfigyelte azt is, hogy a virág állandó sötétségben is megtartotta ezt a napi ritmusát.
Az 1970-es években Seymour Benzer és tanítványa, Ronald Konopka rájöttek arra, hogy egy ismeretlen gén mutációja megzavarta a muslicák cirkadián ritmusát. A génnek a period (periódus) nevet adták. Szintén gyümölcslegyeket tanulmányozva a Bostonhoz közeli Brandeis Egyetemen Jeffrey Hall és Michael Rosbash, valamint Michael Young a New York-i Rockefeller Egyetemen sikeresen izolálta a periódus gént. Utóbbi két tudós felfedezte, hogy a gén által kódolt PER fehérje felgyülemlik az éjszaka és lebomlik a nap folyamán, vagyis 24 órás ciklusban ingadozik, a cirkadián ritmussal összhangban működik.
Következő céljuk annak megértése volt, hogy miként lehet generálni és fenntartani ilyen cirkadián ingadozásokat. Hall és Rosbash feltételezte, hogy a PER fehérje gátolja a periódus gén aktivitását. Rájöttek, hogy meg tudja akadályozni saját szintetizálódását és ezáltal ciklikus ritmusban szabályozni képes saját szintjét. 1994-ben Michael Young felfedezett egy másik "óragént", amely a TIM fehérjét kódolja. Ez a protein szükséges a normál cirkadián ritmushoz és ahhoz, hogy vele összekapcsolódva a PER fehérje a sejtmagba jutva blokkolja a periódus gént. Ezzel összeállt a kép arról, hogy miként változik a fehérjék szintje a sejtben, az azonban továbbra is kérdés maradt, hogy mi szabályozza az oszcilláció gyakoriságát. Michael Young később azonosított még egy, a doubletime gént, amely a PER fehérje felgyülemlését késleltető DBT fehérjét kódolja. Ez megvilágította, hogyan igazodik az oszcilláció egy nagyjából 24 órás ritmusba.
A hongkongi egyetemen (2013. szept. 25) Jeffrey C. Hall Michael Rosbash és Michael W. Young (b-j)
Azóta a belső óra mechanizmusának egyéb molekuláris összetevőit fedezték fel, megmagyarázva a rendszer stabilitását és működését.
A három kitüntetett összesen 9 millió svéd koronával (291,6 millió forintos összeggel) gazdagodik, a díjátadó ünnepséget hagyományosan december 10-én, az elismerést alapító Alfred Nobel halálának évfordulóján rendezik. (MTI)
Így használhatja ki a biológiai óráját – akár a kemoterápiában is segíthet
A belső óra, azaz a cirkadián ritmus működése óriási hatással van az élőlények fiziológiájára. Ehhez a ritmushoz igazodik a viselkedésünk, a különböző hormonok szintje, az alvás, a testhőmérséklet és az anyagcsere. A jólétünket nagyban befolyásolja, ha a környezetünkben fellépő változások és a belső óránk nincs összehangolva; ezt mindenki megtapasztalja, ha utazott már időzónák között, és szenvedett az időeltolódás okozta kimerültség, a jetlag miatt. A belső óránk és az életritmusunk közötti eltérések komoly hatással lehetnek az életünkre és a jólétünkre, mert ezek megnövelik bizonyos betegségek kialakulásának kockázatát. További infók az indexen.
