Jeffrey C Hall (L), Michael Rosbash (C), Michael W Unga (R). (2013 AP fil foto)
Relaterade Nyheter
-
Nobelpriset i Kemi delas ut för metod som hjälper till att visualisera biomolekyler
-
Bananflugan: liten stjärna bakom fem Nobelpris i medicin
-
Nobelpriset i Fysik, 2017: Detektorer av ringar i tid och rum
Drosophila melanogaster, frukt fluga som har fungerat som test-bädd av genetik för över ett århundrade, 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 på dygnsrytmen, den inre klockan som håller oss i synk med världen. Det spår rotation av Jorden, talar om för oss när du ska somna och när det är dags att gå upp och förbereder oss för den rutin kroppsliga uppgifter som vi utför genom dag och natt — och för de utmaningar vi kan ställas inför.
Rytmen gör att vi är på max alert under förmiddagen, vilket är ganska användbart om du är en jägare-samlare ut födosök eller en kapten i branschen på ett möte. Det utövar sitt inflytande på ett osynligt sätt, för reglering av cykeln av blodtryck och kroppstemperatur. Det dämpar tarmrörelser strax före midnatt och förlorar sin kontroll tidigt på morgonen, så att vi inte vaknar upp för oss själva under den period av djupaste sömn och lägsta ämnesomsättning. Människor delar dygnsrytmen med djur, växter, svampar och även ålderdomliga former av liv som cyanobakterier — encelliga organismer som är så långt tillbaka på den evolutionära kedjan som de inte ens har klart definierade cellkärnan.
Följ @ieexplained
Dygnsrytmen har observerats från antiken — en trireme kapten som seglade Arabiska Havet under Alexander den Store beskrev nutation av tamarind blad. Den första vetenskapliga experiment om fenomenet datum till 1729, då den franska chronobiologist Jean-Jacques d’Ortous de Mairan konstaterade att den dagaktiva öppning och stängning av touch-mig-ej (Mimosa pudica) stannar i tid även när anläggningen hålls i fullständigt mörker. Det var första steget mot att förstå vetenskapen om dygnsrytmen — insikt om att det är endogena, och inte utlöses av yttre faktorer som solljus.
Medan dygnsrytmen har förstås och beskrivs i detalj, 2017 Nobelpriset i Fysiologi eller Medicin har tilldelats till Jeffrey C Hall och Michael Rosbash, livslångt kollegor vid Brandeis University, och Michael W Unga Rockefeller University, för att få under huven på sin mekanism — drivkraften bakom den biologiska klockan som får oss att ticka. Som så många av livets processer, det visar sig vara en självständig negativ feedback-loop. Och det var inte identifieras i går heller.
Historien började 1984 när Hall och Rosbash isolerade en “gen”, ett svårt företag på den tiden. När de vann Kanada Gairdner Internationellt Pris för sitt arbete under 2012, Hall visade att en kollega hade anmärkte att det var första gången som en gen associerad med en enda funktion hade varit isolerade. I 1990, konstaterades det att mRNA skriven av gene flyttade in i cellkärnan och syntetiskt en “protein”, som gled tillbaka till kärnan och blockerade “genen”, att förhindra ytterligare produktion. Cykeln startas om när förekomsten av perioden protein föll av. Den on-off sekvens producerat en 24-timmars sinus-våg som i nivåerna av protein, motsvarande med dag och natt. Detta är tick-tock och är den klocka som driver dygnsrytmen.
Men även om rytmen är endogent, den är öppen för korrigering. De flesta celler i kroppen verkar ha det, och de kontakt med en biologisk klocka i centrala nervsystemet när de glida ur fas, på det sätt som Internet-anslutna datorer synkronisera deras klockor med universal time servrar. Dessutom, sensoriska stimuli som dagsljus synkronisera hela systemet med världen. En helt blind person som har en fungerande dygnsrytm, men i avsaknad av extern korrigering eller “entrainment”, som han eller hon kan vara ur fas med världen.
Personer med sömnstörningar kan ha liknande problem — en dygnsrytm som är lite ur fas med den yttre världen. Jetlag är ett katastrofalt fas problem, med den sjuke timmar ur synk med resten av världen, och kommer sannolikt att vara i ett förvirringstillstånd tills externa cues återställa kroppens klocka. Det är därför man är klokt att följa sömnen av resmålet så snart som möjligt.
Under de senaste åren, medicin har arbetat med periferin av dygnsrytm-regelverket. Användningen av melatonin, ett sömn-förvaltning hormon som utsöndras av tallkottkörteln, har blivit något av en modefluga, och det är föreskrivna för att hantera jetlag och sömnsvårigheter. Vikten av chronobiology, uppfunnen av forskare som Mairan, är uppskattat och korrelationer kan upptäckas mellan tidpunkten för administration av läkemedel och deras effektivitet. Livsstil sjukdomar som diabetes och hjärt-kärlsjukdom har varit ansluten med störda dygnsrytm. Och det finns en oro för om de metabola effekterna av yrken som kraftfullt avvika från den normala dygnsrytmen — airline besättningar är i riskzonen, och call center-verksamhet kan permanent omvänd arbetstagarens dag och natt.
Dessa är externa uppdrag, men en förståelse för motivationen av kroppens klocka skulle kunna möjliggöra en djupare insatser. Och, medan arbetet i Hall, Rosbash och Unga är i den intracellulära nivån, bör det leda till en bättre förståelse av hur de miljontals klockor i kroppen arbeta tillsammans. Så småningom, det kan bidra till att helt avslöja hemligheter stigande retikulära aktiverande systemet, struktur i hjärnstammen som reglerar övergången mellan sömn och vakenhet, tros vara den plats i medvetandet och svar på de mest grundläggande mänskliga frågan med lugn tillförsikt: “jag existerar.”
Jeffrey C-Hallen, 72
Fick doktorsexamen i 1971 vid University of Washington i Seattle, var postdoktoral forskare vid Caltech, 1971-73, gick Brandeis University i Waltham i 1974, blev i samband med University of Maine i 2002
Michael Rosbash, 73
Fick doktorsexamen i 1970 vid MIT, och var postdoktor vid University of Edinburgh i Skottland under de kommande tre åren. Sedan 1974 har han varit på fakulteten vid Brandeis University i Waltham, USA
Michael W Unga, 68
Fick doktorsexamen vid University of Texas i Austin 1975. Från 1975-77, han var forskarassistent vid Stanford University i Palo Alto. Från 1978, han har varit på fakulteten vid Rockefeller University i New York
ALFRED NOBEL: Mannen Bakom Priset
Alfred Nobel, svensk kemist, ingenjör, uppfinnare, affärsman och filantrop, var född i Stockholm den 21 oktober 1833. 1867, efter flera år av experimenterande med den kemiska nitroglycerin, Nobel patenterade dynamit, som revolutionerade gruv-och anläggningsmarknaden i 19th century. Han fortsatte att arbeta på sprängämnen teknik och andra kemiska uppfinningar och, vid tiden för sin död 1896, hade 355 patent. Nobel grundades och ägs av en galax av företag, bland annat, från 1894 fram till sin död, Bofors.
Den 27 November 1895, Nobel skrev sitt tredje och sista, där han kvar mycket av sin förmögenhet för upprättandet av en fond, “det intresse som ska vara årligen distribueras i form av Priser till dem, som under det föregående året, och ska ha tilldelats den största nytta för mänskligheten”.
pratik.kanjilal@expressindia.com
För alla de senaste Förklarade Nyheter, ladda ner Indiska Snabb App