Нобелівські лауреати в області фізіології та медицини 2017

9 жовтня 2017 р. на кафедрі анатомії і фізіології людини та тварин відбулося засідання студентського наукового гуртка кафедри «Імпульс». Темою засідання було: «Нобелівські лауреати у області фізіології та медицини 2017 року».

2 жовтня 2017 р. у Стокгольмі пройшло вручення Нобелівської премії. Так, в області фізіології та медицини премію отримали американські генетики і хронобіологи Джефрі Холл, Майкл Розбаш і Майкл Янг, які виділили ген, який контролює нормальний добовий ритм у живих істот. Також вони показали, як цей ген кодує білок, що накопичується в клітині вночі і розпадається протягом дня, змушуючи її тим самим дотримуватися цього ритму. Згодом вони ідентифікували додаткові білкові компоненти, що керують механізмом "годинника", що самопідтримується всередині клітини.

Лауреати Нобелівської премії проводили досліди на плодових мушках. Їхньою метою було відкриття механізму роботи внутрішнього годинника. У 1984 р. Джефрі Хол і Майкл Розбаш, які тісно співпрацювали один з одним в стінах Брандейського університету Бостона, а також Майкл Янг з університету Рокфеллера у Нью-Йорку успішно ізолювали ген періоду. Хол і Розбаш потім виявили, що білок PER, який кодується цим геном, накопичується клітинами протягом ночі і руйнується вдень, та блокує активність гена.

Але щоб заблокувати активність гена періоду, білок PER, що утворюється в цитоплазмі, повинен досягти клітинного ядра, де міститься генетичний матеріал. Так, у 1994 році Майкл Янг відкрив другий ключовий "годинниковий" ген, який кодує білок TIM, необхідний для дотримання нормального циркадного ритму. Він показав, що коли ТІМ пов'язаний з PER, ці два білки здатні проникати в клітинне ядро, де вони блокують роботу гена періоду.

Також Майкл Янг виділив ще один ген, що кодує білок DBT, – він затримує накопичення білка PER. Таким чином вдалося зрозуміти, як це коливання регулюється, щоб максимально точно збігатися з 24-годинним циклом.

Ці відкриття, здійснені сьогоднішніми лауреатами, лежать в основі ключових принципів функціонування біологічного годинника. В подальшому були виявлені й інші молекулярні компоненти цього механізму. Вони пояснюють стабільність його роботи та принципи дії. Приміром, Хол, Розбаш і Янг виявили додаткові білки, необхідні для активації гена періоду, а також механізм, з допомогою якого денне світло синхронізує роботу біологічного годинника.

Також під час засідання кафедри було обговорено основні завдання біоритмології та перспективні напрямки розвитку хронобіології. Студенти-члени гуртка активно приводили приклади впливу біологічного годинника на життя людини та задавалися питаннями старіння і його зв’язком з біологічними ритмами людини.

Таким чином, на засідання гуртка було детально розглянуто особливості впливу циркадних ритмів на життєдіяльність живих організмів та досліджено молекулярний механізм регуляції біологічного годинника, що розширило наукові знання студентів з біології.

Інформацію підготувала асистент кафедри анатомії і фізіології людини та тварин Горбань Д.Д.