Premiul Nobel pentru Fiziologie sau Medicină. Un grup de oameni de știință din SUA i-au devenit proprietari. Michael Young, Jeffrey Hall și Michael Rosbash au primit premiul pentru descoperirea mecanismelor moleculare care controlează ritmul circadian.

Potrivit testamentului lui Alfred Nobel, premiul se acordă „oricine face o descoperire importantă” în acest domeniu. Redactorii TASS-DOSSIER au pregătit material despre procedura de acordare a acestui premiu și a laureaților acestuia.

Acordarea premiului și nominalizarea candidaților

Adunarea Nobel a Institutului Karolinska, situat la Stockholm, este responsabilă de acordarea premiului. Adunarea este formată din 50 de profesori ai institutului. Organismul său de lucru este Comitetul Nobel. Este format din cinci persoane alese de adunare dintre membrii săi pentru trei ani. Adunarea se întrunește de mai multe ori pe an pentru a discuta candidații selectați de comisie, iar în prima zi de luni a lunii octombrie, alege laureatul cu majoritate de voturi.

Oamenii de știință din diferite țări au dreptul de a nominaliza pentru premiu, inclusiv membri ai Adunării Nobel a Institutului Karolinska și deținătorii Premiilor Nobel pentru Fiziologie și Medicină și Chimie, care au primit invitații speciale din partea Comitetului Nobel. Candidații pot fi propuși din septembrie până la 31 ianuarie a anului următor. Există 361 de persoane care luptă pentru premiu în 2017.

Laureații

Premiul este acordat din 1901. Primul laureat a fost medicul, microbiologul și imunologul german Emil Adolf von Behring, care a dezvoltat o metodă de imunizare împotriva difteriei. În 1902, premiul a fost acordat lui Ronald Ross (Marea Britanie), care a studiat malaria; în 1905 - Robert Koch (Germania), care a studiat agenții cauzali ai tuberculozei; în 1923 - Frederick Banting (Canada) și John MacLeod (Marea Britanie) care au descoperit insulina; în 1924 - fondatorul electrocardiografiei, Willem Einthoven (Olanda); în 2003, Paul Lauterbur (SUA) și Peter Mansfield (Marea Britanie) au dezvoltat metoda imagistică prin rezonanță magnetică.

Potrivit Comitetului Nobel al Institutului Karolinska, cel mai faimos premiu este încă premiul din 1945 acordat lui Alexander Fleming, Ernest Chain și Howard Florey (Marea Britanie), care au descoperit penicilina. Unele descoperiri și-au pierdut semnificația în timp. Printre acestea se numără metoda lobotomiei, folosită în tratamentul bolilor mintale. Portughezul António Egas-Moniz a primit premiul pentru dezvoltarea sa în 1949.

În 2016, premiul a fost acordat biologului japonez Yoshinori Ohsumi „pentru descoperirea mecanismului autofagiei” (procesul de procesare a unei celule de conținut inutil în ea).

Potrivit site-ului Nobel, astăzi sunt 211 persoane pe lista câștigătorilor de premii, inclusiv 12 femei. Printre laureați se numără doi dintre compatrioții noștri: fiziologul Ivan Pavlov (1904; pentru lucrări în domeniul fiziologiei digestive) și biologul și patologul Ilya Mechnikov (1908; pentru cercetarea imunității).

Statistici

În 1901-2016, Premiul pentru Fiziologie sau Medicină a fost acordat de 107 ori (în 1915-1918, 1921, 1925, 1940-1942, Adunarea Nobel a Institutului Karolinska nu a putut alege un laureat). De 32 de ori premiul a fost împărțit între doi laureați și de 36 de ori între trei. Vârsta medie a laureaților este de 58 de ani. Cel mai tânăr este canadianul Frederick Banting, care a primit premiul în 1923 la vârsta de 32 de ani, cel mai în vârstă este americanul Francis Peyton Rose (1966), în vârstă de 87 de ani.

2 octombrie 2017 la 17:08

Premiul Nobel pentru Fiziologie sau Medicină 2017: Mecanismul molecular al ceasului biologic

• Știința populară,
• biotehnologie,
• Sănătate geek

Pe 2 octombrie 2017, Comitetul Nobel a anunțat numele laureaților Premiului Nobel pentru fiziologie sau medicină 2017. 9 milioane de coroane suedeze vor fi împărțite în mod egal de către biologii americani Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash și Michael W. Young pentru descoperirea mecanismului molecular al ceasului biologic, adică a ritmului circadian al vieții organismelor, în buclă nesfârșită, inclusiv oameni.

De-a lungul a milioane de ani, viața s-a adaptat la rotația planetei. Se știe de mult că avem un ceas biologic intern care anticipează și se adaptează la momentul zilei. Seara vreau să adorm, iar dimineața vreau să mă trezesc. Hormonii sunt eliberați în sânge strict conform unui program, iar abilitățile/comportamentul unei persoane - coordonare, viteza de reacție - depind, de asemenea, de momentul zilei. Dar cum funcționează acest ceas intern?

Descoperirea ceasului biologic este atribuită astronomului francez Jean-Jacques de Meran, care în secolul al XVIII-lea a observat că frunzele de mimoză se deschid spre Soare ziua și se închid noaptea. Se întrebă cum s-ar comporta planta dacă ar fi pusă în întuneric. S-a dovedit că și în întuneric, mimoza a urmat planul - parcă ar avea un ceas intern.

Mai târziu, astfel de bioritmuri au fost găsite la alte plante, animale și oameni. Aproape toate organismele vii de pe planetă reacționează la Soare: ritmul circadian este strâns construit în viața pământească, în metabolismul întregii vieți de pe planetă. Dar cum funcționează acest mecanism a rămas un mister.

Laureații Nobel au izolat o genă care controlează ritmul biologic zilnic la muștele de fructe (oamenii și muștele au multe gene comune datorită prezenței strămoșilor comuni). Ei au făcut prima descoperire în 1984. Gena descoperită a fost numită perioadă.

Gene perioadă codifică proteina PER, care se acumulează în celule noaptea și este distrusă în timpul zilei. Concentrația de proteine ​​PER variază pe un program de 24 de ore, în conformitate cu ritmul circadian.

Apoi au identificat componente suplimentare ale proteinei și au descoperit pe deplin mecanismul intracelular auto-susținut al ritmului circadian - în acest răspuns unic, proteina PER blochează activitatea genei. perioadă, adică PER blochează sinteza în sine, dar se descompune treptat pe parcursul zilei (vezi diagrama de mai sus). Acesta este un mecanism auto-suficient cu bucle la nesfârșit. Funcționează pe același principiu și în alte organisme multicelulare.

După descoperirea genei, a proteinei corespunzătoare și a mecanismului general al ceasului intern, mai lipseau câteva piese din puzzle. Oamenii de știință știau că proteina PER se acumulează în nucleul celulei noaptea. Ei știau, de asemenea, că ARNm-ul corespunzător este produs în citoplasmă. Nu era clar cum ajunge proteina din citoplasmă în nucleul celulei. În 1994, Michael Young a descoperit o altă genă atemporal, care codifică proteina TIM, necesară și pentru funcționarea normală a ceasului intern. El a demonstrat că dacă TIM se atașează de PER, atunci o pereche de proteine ​​poate pătrunde în nucleul celulei, unde blochează activitatea genelor. perioadă, închizând astfel ciclul nesfârșit al producției de proteine ​​PER.

Se pare că acest mecanism adaptează ceasul nostru intern la ora din zi cu o precizie deosebită. Reglează diferite funcții critice ale corpului, inclusiv comportamentul uman, nivelul hormonilor, somnul, temperatura corpului și metabolismul. O persoană se simte rău dacă există o discrepanță temporară între condițiile externe și ceasul biologic intern, de exemplu, atunci când călătorește pe distanțe lungi în diferite fusuri orare. Există, de asemenea, dovezi că nepotrivirea cronică între stilul de viață și ceasul corporal este asociată cu un risc crescut de apariție a diferitelor boli, inclusiv diabet, obezitate, cancer și boli cardiovasculare.

Mai târziu, Michael Young a identificat o altă genă timp dublu, care codifică proteina DBT, care încetinește acumularea proteinei PER în celulă și permite corpului să se adapteze mai precis la ziua de 24 de ore.

În anii următori, actualii laureați ai premiului Nobel au luminat mai în detaliu implicarea altor componente moleculare în ritmul circadian, au găsit proteine ​​suplimentare care sunt implicate în activarea genelor perioadă, și, de asemenea, a descoperit mecanismele prin care lumina ajută la sincronizarea ceasului biologic cu condițiile de mediu externe.

De la stânga la dreapta: Michael Rozbash, Michael Young, Geoffrey Hall

Cercetarea mecanismului intern al ceasului este departe de a fi finalizată. Cunoaștem doar părțile principale ale mecanismului. Biologia circadiană - studiul ceasului intern și al ritmului circadian - a apărut ca un domeniu separat de cercetare în curs de dezvoltare. Și toate acestea s-au întâmplat datorită celor trei actuali laureați ai Premiului Nobel.

Experții discută de câțiva ani că mecanismul molecular al ritmurilor circadiene va primi Premiul Nobel – iar acum acest eveniment s-a întâmplat în sfârșit.

În 2017, Premiul Nobel pentru Medicină a fost acordat celor trei oameni de știință americani care au descoperit mecanismele moleculare responsabile pentru ritmul circadian - ceasul biologic uman. Aceste mecanisme reglează somnul și starea de veghe, funcționarea sistemului hormonal, temperatura corpului și alți parametri ai corpului uman, care se modifică în funcție de momentul zilei. Citiți mai multe despre descoperirea oamenilor de știință în materialul RT.

Câștigători ai Premiului Nobel pentru Fiziologie sau Medicină Reuters Jonas Ekstromer

Comitetul Nobel al Institutului Karolinska din Stockholm a anunțat luni, 2 octombrie, că Premiul Nobel pentru Fiziologie sau Medicină 2017 a fost acordat oamenilor de știință americani Michael Young, Geoffrey Hall și Michael Rosbash pentru descoperirile lor asupra mecanismelor moleculare care controlează ritmul circadian. .

„Au putut să intre în ceasul biologic al corpului și să explice cum funcționează”, a menționat comitetul.

Ritmurile circadiene sunt numite fluctuații ciclice ale diferitelor procese fiziologice și biochimice din organism asociate cu schimbarea zilei și a nopții. Aproape fiecare organ al corpului uman conține celule care au un mecanism individual de ceas molecular și, prin urmare, ritmurile circadiene reprezintă un cronometru biologic.

Potrivit unui comunicat al Institutului Karolinska, Young, Hall și Rosbash au reușit să izoleze o genă în muștele de fructe care controlează eliberarea unei proteine ​​speciale în funcție de momentul zilei.

„Astfel, oamenii de știință au reușit să identifice compușii proteici care sunt implicați în funcționarea acestui mecanism și să înțeleagă mecanica independentă a acestui fenomen în interiorul fiecărei celule individuale. Acum știm că ceasul biologic funcționează pe același principiu în celulele altor organisme multicelulare, inclusiv a oamenilor”, a spus comitetul care a acordat premiul într-un comunicat.

• musca Drosophila
• globallookpress.com
• imagebroker/Alfred Schauhuber

Prezența ceasurilor biologice în organismele vii a fost stabilită la sfârșitul secolului trecut. Ele sunt localizate în așa-numitul nucleu suprachiasmatic al hipotalamusului creierului. Nucleul primește informații despre nivelurile de lumină de la receptorii de pe retină și trimite semnale către alte organe prin impulsuri nervoase și modificări hormonale.

În plus, unele celule nucleare, ca și celulele altor organe, au propriul ceas biologic, al cărui lucru este asigurat de proteine ​​a căror activitate se modifică în funcție de momentul zilei. Activitatea acestor proteine ​​determină sinteza altor legături proteice, care generează ritmuri circadiene în viața celulelor individuale și a organelor întregi. De exemplu, a fi în interior cu iluminare puternică noaptea poate schimba ritmul circadian, activând sinteza proteică a genelor PER care începe de obicei dimineața.

Ficatul joacă, de asemenea, un rol semnificativ în ritmurile circadiene la mamifere. De exemplu, rozătoarele precum șoarecii sau șobolanii sunt animale nocturne și mănâncă în întuneric. Dar dacă mâncarea devine disponibilă numai în timpul zilei, ciclul circadian al ficatului lor se schimbă cu 12 ore.

Ritmul vieții

Ritmurile circadiene sunt schimbări zilnice în activitatea corpului. Acestea includ reglarea somnului și a stării de veghe, eliberarea de hormoni, temperatura corpului și alți parametri care se modifică în conformitate cu ritmul circadian, explică somnologul Alexander Melnikov. El a observat că cercetătorii se dezvoltă în această direcție de câteva decenii.

„În primul rând, trebuie menționat că această descoperire nu este ieri sau astăzi. Aceste studii au fost efectuate timp de multe decenii - din anii 80 ai secolului trecut până în prezent - și au făcut posibilă descoperirea unuia dintre mecanismele profunde care reglează natura corpului uman și a altor ființe vii. Mecanismul pe care l-au descoperit oamenii de știință este foarte important pentru influențarea ritmului circadian al corpului”, a spus Melnikov.

• pixabay.com

Potrivit expertului, aceste procese apar nu numai din cauza schimbării zilei și nopții. Chiar și în condiții de noapte polară, ritmurile circadiene vor continua să funcționeze.

„Acești factori sunt foarte importanți, dar foarte des sunt afectați la oameni. Aceste procese sunt reglementate la nivel de gene, ceea ce a fost confirmat de către câștigătorii premiilor. În zilele noastre, oamenii schimbă foarte des fusurile orare și sunt expuși la diferite stres asociate cu schimbări bruște ale ritmului circadian. Ritmul intens al vieții moderne poate afecta reglarea corectă și oportunitățile de odihnă a corpului”, a conchis Melnikov. El este încrezător că cercetările lui Young, Hall și Rosbash oferă o oportunitate de a dezvolta noi mecanisme de influențare a ritmurilor corpului uman.

Istoria premiului

Fondatorul premiului, Alfred Nobel, a încredințat în testamentul său selecția laureatului în fiziologie și medicină Institutului Karolinska din Stockholm, fondat în 1810 și unul dintre cele mai importante centre medicale educaționale și științifice din lume. Comitetul Nobel al universității este format din cinci membri permanenți, care, la rândul lor, au dreptul de a invita experți pentru consultare. Pe lista nominalizărilor pentru premiul din acest an erau 361 de nume.

Premiul Nobel pentru Medicină a fost acordat de 107 ori 211 oameni de știință. Primul său laureat a fost în 1901 medicul german Emil Adolf von Behring, care a dezvoltat o metodă de imunizare împotriva difteriei. Comitetul Institutului Karolinska consideră că cel mai important premiu este premiul din 1945 acordat oamenilor de știință britanici Fleming, Cheyne și Florey pentru descoperirea penicilinei. Unele premii au devenit irelevante de-a lungul timpului, precum premiul acordat în 1949 pentru dezvoltarea metodei lobotomiei.

În 2017, valoarea bonusului a fost majorată de la 8 milioane la 9 milioane de coroane suedeze (aproximativ 1,12 milioane de dolari).

Ceremonia de premiere va avea loc în mod tradițional pe 10 decembrie, ziua morții lui Alfred Nobel. La Stockholm vor fi acordate premii în domeniile fiziologiei și medicinei, fizicii, chimiei și literaturii. Premiul pentru pace, conform testamentului Nobel, este acordat în aceeași zi la Oslo.

Urmați-ne

Premiul Nobel pentru Fiziologie sau Medicină 2017 a fost acordat profesorilor americani Geoffrey Hall, Michael Rosbash și Michael Young. Ei au studiat mecanismul care reglează ritmurile circadiene ale corpului, așa-numitul ceas celular. Prezentându-le laureaților, expertul Comitetului Nobel a subliniat că această problemă în sine este departe de a fi nouă. În secolul al XVIII-lea, un om de știință francez a atras atenția asupra unor flori care se deschid dimineața și se închid noaptea. Biologul a efectuat un experiment prin plasarea florilor în întuneric complet timp de câteva zile. Și s-au comportat ca și cum ar fi în condiții naturale. O imagine similară a fost observată în studiul altor plante și animale. Apoi, pentru prima dată, a fost înaintată o ipoteză despre ceasul intern al organismelor vii. Care este esența lor?

Fiecare dintre noi știe ce este un ceas obișnuit, măsurăm timpul folosind un pendul. Dar se dovedește că aproape toate ființele vii au propriul ceas intern și, în loc de un pendul, „funcționează” în noi schimbarea zilei și a nopții, care sunt o consecință a rotației Pământului în jurul axei sale”, a spus un profesor. de la Institutul de Știință și Tehnologie Skolkovo și un profesor de la Universitatea Rutgers a spus unui corespondent RG la Institutul de Genetică Moleculară al Academiei Ruse de Științe și Institutul de Biologie Genetică al Academiei Ruse de Științe Konstantin Severinov. - Încă de la începutul vieții, toate viețuitoarele au trebuit să se adapteze la o astfel de schimbare. Porniți aceste mici ceasuri din fiecare celulă a oricărui organism. Și trăiește după ei. În conformitate cu „indicațiile” lor, schimbați-vă fiziologia - alergați, dormiți, mâncați și așa mai departe.

Actualii laureați au decis la sfârșitul anilor 70 să se uite în interiorul acestor ceasuri și să înțeleagă cum funcționează. Pentru a face acest lucru, ei au studiat muștele de fructe și au selectat insecte cu mutații în care ciclurile lor somn-veghe au fost modificate. Să spunem că unii au dormit complet aleatoriu. În acest fel, a fost posibilă identificarea genelor care sunt responsabile pentru asigurarea faptului că ciclurile sunt corecte și coordonate.

Și apoi oamenii de știință au descoperit fundalul molecular al acestor ceasuri”, spune Severinov. - S-a dovedit că genele identificate controlează producția anumitor proteine ​​în așa fel încât acestea să se acumuleze noaptea și să se destrame în timpul zilei. De fapt, astfel de fluctuații de concentrare sunt un fel de pendul în corpul nostru. Și în funcție de aceasta, în celulă sunt activate diverse gene, care în cele din urmă controlează multe procese.

Apoi oamenii de știință au descoperit că exact același mecanism funcționează nu numai la muște, ci și la toate ființele vii. A fost inventat de natură pentru a număra timpul din corp. Semnificația practică a acestei descoperiri este evidentă, de exemplu, multe tulburări mentale sunt asociate cu tulburări de somn din cauza perturbărilor sistemului ciclului circadian.

Evaluând acordarea acestui premiu, un număr de experți au afirmat deja că acesta este un „premiu calm” nu va deveni o explozie în știința mondială, fie doar pentru că a fost făcut cu câteva decenii în urmă. Mai mult, recompensarea lucrărilor vechi devine o tendință. În același timp, Comitetul Nobel a transmis lucrările senzaționale privind editarea genomului, care au devenit un boom în ultimii ani. „Nu sunt de acord cu această opinie”, spune Severinov, „Editarea genomului își va primi premiul și nu este tocmai o descoperire, ci mai degrabă o tehnică genetică. Iar ceasul celular este o știință fundamentală reală lumea functioneaza.

De menționat că prognoza Thomson Reuters, care prezice laureații din 2002 și ghicește cel mai des laureați în comparație cu concurenții săi, a fost greșită de această dată. Ei au pariat pe oamenii de știință americani care lucrează la problemele cancerului.

Ceremonia de premiere va avea loc în mod tradițional pe 10 decembrie, ziua morții fondatorului Premiilor Nobel, antreprenorul și inventatorul suedez Alfred Nobel (1833-1896). Premiul Nobel 2017 valorează nouă milioane de coroane suedeze (milioane de dolari SUA).

Jeffrey Hall s-a născut în 1945 la New York și a lucrat la Universitatea Brandeis din 1974. Michael Rosbash s-a născut în Kansas City și lucrează și la Universitatea Brandeis. Michael Young s-a născut în 1945 în Miami și lucrează la Universitatea Rockefeller din New York .