Нобелови лауреати по физиология и медицина. Нобелова награда за физиология или медицина

Обявяването на носителите на наградата за физиология и медицина даде старт на годишната Нобелова седмица в Стокхолм в понеделник. заяви, че наградата за 2017 г. удостоява изследователите Майкъл Росбаш и Майкъл Йънг за

откриването на молекулярни механизми, които контролират циркадните ритми - циклични флуктуации в интензивността на различни биологични процеси, свързани със смяната на деня и нощта.

Животът на Земята е приспособен към въртенето на планетата. Отдавна е установено, че всички живи организми, от растенията до хората, имат биологичен часовник, който позволява на тялото да се адаптира към промените в околната среда през деня. Първите наблюдения в тази област са направени в началото на нашата ера, по-задълбочени изследвания започват през 18 век.

До 20-ти век циркадните ритми на растенията и животните са били проучени доста пълно, но остава тайна как точно работи "вътрешният часовник". Тази тайна е открита от американски генетици и хронобиолози Хол, Росбаш и Йънг.

Плодовите мухи са се превърнали в модел на организъм за изследвания. Екип от изследователи успя да открие в тях ген, който контролира биологичните ритми.

Учените са открили, че този ген кодира протеин, който се натрупва в клетките през нощта и се унищожава през деня.

Впоследствие те идентифицират други елементи, отговорни за саморегулацията на "клетъчния часовник" и доказаха, че биологичният часовник работи по подобен начин в други многоклетъчни организми, включително и хората.

Вътрешният часовник адаптира нашата физиология към напълно различни часове от деня. От тях зависят нашето поведение, сън, метаболизъм, телесна температура, хормонални нива. Благосъстоянието ни се влошава, когато има несъответствие между работата на вътрешния часовник и заобикаляща среда... И така, тялото реагира на рязка промяна в часовата зона с безсъние, умора, главоболие. Синдромът на промяна на часовата зона, джетлаг, е включен в Международната класификация на болестите от няколко десетилетия. Несъответствието между начина на живот и ритмите, диктувани от организма, води до повишен риск от развитие на много заболявания.

Първите документирани експерименти с вътрешни часовници са проведени през 18 век от френския астроном Жан-Жак дьо Меран. Той установил, че листата на мимозата увиснали при падане на нощта и се разпространили отново на сутринта. Когато дьо Меран реши да тества как растението ще се държи без достъп до светлина, се оказа, че листата на мимозата се издигат и падат независимо от осветлението - тези явления са свързани с промяна на времето на деня.

По-късно учените установиха, че други живи организми също имат подобни явления, които настройват тялото към промените в условията през деня.

Те бяха наречени циркадни ритми, от думите circa - "около" и dies - "ден". През 70-те години на миналия век физикът и молекулярен биологСиймор Бензър се чудеше дали може да бъде идентифициран генът, който контролира циркадните ритми. Той успя да направи това, генът беше наречен период, но механизмът за контрол остава неизвестен.

През 1984 г. Хол, Ройбаш и Йънг успяват да го разпознаят.

Те изолират необходимия ген и установяват, че той е отговорен за натрупването и разрушаването на свързания протеин (PER) в клетките, в зависимост от времето на деня.

Следващата задача на изследователите беше да разберат как възникват и се поддържат циркадните трептения. Хол и Росбаш предположиха, че натрупването на протеин блокира генната функция, като по този начин регулира съдържанието на протеин в клетките.

Въпреки това, за да блокира работата на ген, протеинът, произведен в цитоплазмата, трябва да достигне до клетъчното ядро, където се намира генетичният материал. Оказа се, че PER наистина е вграден в ядрото през нощта, но как се стига до там?

През 1994 г. Йънг открива друг ген, вечен, който кодира TIM протеина, необходим за нормалните циркадни ритми.

Той откри, че когато TIM се свърже с PER, те са в състояние да проникнат в клетъчното ядро, където блокират гена на периода чрез инхибиране на обратна връзка.

Но някои въпроси все още оставаха без отговор. Например, какво контролира честотата на циркадните трептения? По-късно Йънг открива друг ген, doubletime, който е отговорен за образуването на протеина DBT, което забавя натрупването на протеина PER. Всички тези открития помогнаха да се разбере как колебанията са адаптирани към 24-часовия дневен цикъл.

Впоследствие Хол, Ройбаш и Йънг направиха още няколко открития, допълвайки и изяснявайки предишните.

Например, те идентифицираха редица протеини, необходими за активиране на гена на периода, а също така откриха механизма, чрез който вътрешният часовник се синхронизира със светлината.

Най-вероятните претенденти за Нобелова наградав тази област бяха наречени вирусологът Юан Чанг и нейният съпруг, онколог, които откриха херпес вирус тип 8, свързан със саркома на Капоши; Професор Люис Кантли, който открива сигналните пътища на ензимите фосфоинозитид-3-кинази и изследва тяхната роля в растежа на тумора; и професор, който има значителен принос за анализа на данните, получени чрез методи за мозъчно изобразяване.

През 2016 г. лауреатът на японската награда Йошинори Осуми за откриване на механизма на аутофагията – процесът на разграждане и рециклиране на вътреклетъчните отпадъци.

Животът на Земята се подчинява на ритъма, който задава въртенето на планетата около себе си и около Слънцето. Повечето живи организми имат вътрешни "часовници" - механизми, които им позволяват да живеят в съответствие с този ритъм. Хол, Росбаш и Йънг погледнаха в клетката и видяха как работи биологичният часовник.

Мухите дрозофили служат като моделни организми. Генетиците успяха да изчислят гена, който контролира ритъма на живот на насекомите. Оказа се, че той кодира протеин, който се натрупва в клетките през нощта и бавно се оползотворява през деня. По-късно бяха открити още няколко протеина, които участват в регулирането на циркадните ритми. Вече е ясно за биолозите, че механизмът, който регулира ежедневието, е един и същ за всички живи организми, от растенията до хората. Този механизъм контролира активността, нивата на хормоните, телесната температура и метаболизма, които варират в зависимост от времето на деня. След откритията на Хол, Росбаш и Йънг се появиха много данни за това колко резки или постоянни отклонения в начина на живот от дадения „биологичен часовник” могат да бъдат опасни за здравето.

Първите доказателства, че живите същества имат „усещане за време“ се появяват през 18 век: тогава френският натуралист Жан-Жак д „Орту де Меран показа, че мимозата продължава да отваря цветя сутрин и да се затваря вечер, дори да е в тъмното денонощно показа, че не само растенията, но и животните, включително хората, усещат времето на деня.Периодичната промяна на физиологичните показатели и поведението през деня се нарича циркадни ритми - от лат. около- кръг и умира- ден.

През 70-те години на миналия век Сиймор Бентцер и неговият ученик Роналд Конопка откриват ген, който контролира циркадните ритми в плодовите мушици, и форсират периода му. През 1984 г. Джефри Хол и Майкъл Росбаш от университета Бранделис в Бостън и Майкъл Йънг от университета Рокфелер в Ню Йорк изолират гена месечен цикъл, а след това Хол и Росбаш разбраха какво прави протеинът, кодиран в него, PER - и той се натрупва в клетката през нощта и се изразходва през целия ден, така че можете да прецените времето на деня по неговата концентрация.

Тази система, както предполагат Хол и Росбаш, се регулира сама: PER протеинът блокира активността на гена на периода, така че протеиновият синтез спира веднага щом има твърде много от него и се възобновява, когато протеинът се консумира. Оставаше само да се отговори на въпроса как протеинът влиза в клетъчното ядро ​​- в края на краищата само там той може да повлияе на активността на гена.

През 1994 г. Йънг открива втори важен ген за циркадните ритми, вечният ген, който кодира TIM протеин, който помага на протеина PER да пресече ядрената мембрана и да блокира гена на периода. Друг ген двойно време, се оказва отговорен за протеина DBT, който забавя натрупването на протеина PER – така че цикълът на неговия синтез и паузите между тях се разтяга за 24 часа. През следващите години бяха открити много други гени и протеини - части от деликатния механизъм на "биологичния часовник", включително тези, които ви позволяват да "въртите стрелките" - протеини, чиято активност зависи от осветеността.

Циркадните ритми регулират различни аспекти от живота на нашето тяло, включително на генетично ниво: някои гени са по-активни през нощта, други през деня. Откритията на лауреатите за 2017 г. разшириха биологията на циркадните ритми до огромна научна дисциплина; всяка година се пишат десетки научни трудовеза това как е подреден "биологичният часовник". различни видове, включително човек.

Според уебсайта на Нобеловия комитет, след като са проучили поведението на плодовите мухи в различни фази на деня, изследователи от Съединените щати са успели да погледнат вътре в биологичния часовник на живите организми и да обяснят механизма на тяхната работа.

72-годишният генетик Джефри Хол от университета в Мейн, неговият 73-годишен колега Майкъл Росбаш от частния университет Брандайс и 69-годишният Майкъл Йънг, който работи в университета Рокфелер, са разбрали как растенията, животните и хората се адаптират към смяната на деня и нощта. Учените са открили, че циркадните ритми (от латински circa - "около", "около" и латински dies - "ден") се регулират от така наречените периодични гени, които кодират протеин, който се натрупва в клетките на живите организми през нощта и се консумира през деня.

Нобеловите лауреати за 2017 г. Джефри Хол, Майкъл Росбаш и Майкъл Йънг започнаха да изследват молекулярно-биологичната природа на вътрешните часовници на живите организми през 1984 г.

„Часовникът на тялото регулира поведението, нивата на хормоните, съня, телесната температура и метаболизма. Благосъстоянието ни е нарушено, ако има несъответствие между външната среда и вътрешния ни биологичен часовник – например, когато пътуваме през няколко часови зони. Нобеловите лауреати откриха признаци, че хронично несъответствие между начина на живот на човека и биологичен ритъм, продиктуван от вътрешния часовник, увеличава риска от различни заболявания“, пише в сайта на Нобеловия комитет.

Топ 10 на Нобеловите лауреати по физиология и медицина

Там, на уебсайта на Нобеловия комитет, има списък с десетте най-популярни лауреати на наградата в областта на физиологията и медицината за цялото време, в което тя се присъжда, тоест от 1901 г. Тази оценка на носителите на Нобелова награда е съставена от броя на гледанията на страниците на сайта, посветени на техните открития.

На десетия ред- Франсис Крик, британски молекулен биолог, който печели Нобелова награда през 1962 г. с Джеймс Уотсън и Морис Уилкинс „за открития относно молекулярната структура на нуклеиновите киселини и тяхното значение за предаването на информация в живите системи“, с други думи, за изследването на ДНК.

На осмия редкласацията на най-популярните Нобелови лауреати в областта на физиологията и медицината е имунологът Карл Ландщайнер, който получава наградата през 1930 г. за откриване на кръвни групи при хора, което превръща кръвопреливането в обичайна медицинска практика.

На седмо място- китайски фармаколог Ту Юю. Заедно с Уилям Кембъл и Сатоши Омура тя получи Нобелова награда през 2015 г. „за открития в областта на новите начини за лечение на малария“, или по-скоро за откриването на артемизинин, лекарство, направено от пелин, което помага в борбата с това инфекциозно заболяване. Имайте предвид, че Ту Юю стана първата китайка, наградена с Нобелова награда по физиология и медицина.

На пето мястоЯпонецът Йошинори Осуми, носител на наградата за физиология и медицина за 2016 г., е в списъка на най-популярните Нобелови лауреати. Той открива механизмите на аутофагията.

На четвъртия ред- Роберт Кох, немски микробиолог, открил бацила антракс, холерен вибрион и туберкулозен бацил. Кох получава Нобелова награда за изследванията си върху туберкулозата през 1905 г.

На трето мястоВ класацията на носителите на Нобелова награда по физиология и медицина е американският биолог Джеймс Дюи Уотсън, който получи наградата заедно с Франсис Крик и Морис Уилкинс през 1952 г. за откриването на структурата на ДНК.

Добре и най-популярният Нобелов лауреатВ областта на физиологията и медицината сър Александър Флеминг, британски бактериолог, който, заедно с колегите си Хауърд Флори и Ернст Борис Чейн, получи наградата през 1945 г. за откриването на пеницилин, който наистина промени хода на историята, се оказа бъда.

През 2017 г. Нобеловата награда за медицина бе присъдена на трима американски учени, които откриха молекулярните механизми, отговорни за циркадния ритъм – човешкия биологичен часовник. Тези механизми регулират съня и будността, работата на хормоналната система, телесната температура и други параметри на човешкото тяло, които варират в зависимост от времето на деня. Прочетете повече за откритието на учени – в материала RT.

Носители на Нобелова награда по физиология и медицина Ройтерс Йонас Екстромер

Нобеловият комитет на Каролинския институт в Стокхолм в понеделник, 2 октомври, обяви, че Нобеловата награда за физиология и медицина за 2017 г. е присъдена на американските учени Майкъл Йънг, Джефри Хол и Майкъл Росбаш за откриване на молекулярните механизми, които контролират циркадния ритъм.

"Те успяха да влязат в биологичния часовник на тялото и да обяснят как работи", каза комисията.

Циркадните ритми са цикличните колебания на различни физиологични и биохимични процеси в организма, свързани със смяната на деня и нощта. В почти всеки орган на човешкото тяло има клетки с индивидуален молекулен часовников механизъм и следователно циркадните ритми са биологичен хронометър.

Според съобщението на Каролинския институт, Йънг, Хол и Росбаш са успели да изолират ген в плодовите мухи, който контролира отделянето на специален протеин в зависимост от времето на деня.

„По този начин учените успяха да идентифицират протеиновите съединения, които участват в работата на този механизъм, и да разберат работата на независимата механика на това явление във всяка отделна клетка. Вече знаем, че биологичният часовник работи по същия начин в клетките на други многоклетъчни организми, включително хората “, каза в съобщение на комисията по награждаването.

• Плодова мушица
• globallookpress.com
• imagebroker / Алфред Шаухубер

Наличието на биологичен часовник в живите организми е установено в края на миналия век. Те се намират в така нареченото супрахиазматично ядро ​​на хипоталамуса на мозъка. Ядрото получава информация за нивото на осветеност от рецепторите на ретината и изпраща сигнал до други органи с помощта на нервни импулси и хормонални промени.

Освен това някои клетки на ядрото, подобно на клетките на други органи, имат собствен биологичен часовник, чиято работа се осигурява от протеини, чиято активност варира в зависимост от времето на деня. Синтезът на други протеинови връзки, които генерират циркадните ритми на живот, зависи от активността на тези протеини. отделни клеткии цели органи. Например, престоят в ярко осветена стая през нощта може да измести циркадния ритъм, активирайки протеиновия синтез на PER гените, обикновено започващ сутрин.

Черният дроб също играе значителна роля в циркадните ритми при бозайниците. Например, гризачи като мишки или плъхове са нощни животни и се хранят на тъмно. Но ако храната е налична само през деня, циркадният им цикъл на черния дроб се измества с 12 часа.

Ритъмът на живота

Циркадните ритми са дневни промени в активността на тялото. Те включват регулиране на съня и будността, отделянето на хормони, телесната температура и други параметри, които се променят в съответствие с циркадния ритъм, обяснява сомнологът Александър Мелников. Той отбеляза, че изследователите се развиват в тази посока от няколко десетилетия.

„На първо място, трябва да се отбележи, че това не е откритие от вчера или днес. Тези изследвания се провеждат в продължение на много десетилетия – от 80-те години на миналия век до наши дни – и са направили възможно откриването на един от най-дълбоките механизми, които регулират природата на човешкото тяло и другите живи същества. Механизмът, открит от учените, е много важен за влияние върху циркадния ритъм на тялото “, каза Мелников.

• pixabay.com

Според експерта тези процеси се случват не само поради смяната на деня и нощта. Дори в условията на полярна нощ дневните ритми ще продължат да действат.

„Тези фактори са много важни, но много често се нарушават при хората. Тези процеси се регулират на генно ниво, което беше потвърдено от лауреатите на наградата. В днешно време хората много често сменят часовите зони и са изложени на различни стресове, свързани с резки промени в циркадния ритъм. Интензивен ритъм модерен животможе да повлияе на правилността на регулирането и възможността за почивка на тялото “, заключи Мелников. Той е уверен, че изследването на Янг, Хол и Росбаш дава възможност за разработване на нови механизми за влияние върху ритмите на човешкото тяло.

История на наградата

Основателят на наградата Алфред Нобел в завещанието си поверява избора на лауреата по физиология и медицина на Каролинския институт в Стокхолм, основан през 1810 г. и един от водещите образователни и научни медицински центрове в света. Нобеловият комитет на университета се състои от петима постоянни членове, които от своя страна имат право да канят експерти за консултации. Списъкът с номинираните за тазгодишната награда наброяваше 361 имена.

Нобеловата награда за медицина е присъдена 107 пъти на 211 учени. Първият му лауреат е през 1901 г. немският лекар Емил Адолф фон Беринг, който разработва метод за имунизация срещу дифтерия. Комитетът на Каролинския институт смята за най-значимата награда през 1945 г., присъдена на британските учени Флеминг, Чейн и Флори за откриването на пеницилин. Някои награди са станали неуместни с течение на времето, като тази, присъдена през 1949 г. за развитието на метода на лоботомията.

През 2017 г. размерът на наградата беше увеличен от 8 милиона на 9 милиона шведски крони (около 1,12 милиона долара).

Церемонията по награждаването на лауреатите по традиция ще се състои на 10 декември – деня на смъртта на Алфред Нобел. Наградите по физиология и медицина, физика, химия и литература ще бъдат връчени в Стокхолм. Наградата за мир, според завещанието на Нобеловата награда, се връчва на същия ден в Осло.

Абонирайте се за нас

Нобелова награда за физиология или медицина. Нейни собственици станаха група учени от САЩ. Майкъл Йънг, Джефри Хол и Майкъл Росбаш получиха награда за откриването на молекулярните механизми, които контролират циркадния ритъм.

Според завета на Алфред Нобел наградата се присъжда на този, „който прави важно откритие„в тази област. Редакцията на ТАСС-ДОСИЕ подготви материал за процедурата за присъждане на тази награда и нейните лауреати.

Връчване на наградата и номиниране на кандидати

Нобеловата асамблея на Института Каролинска, намираща се в Стокхолм, отговаря за присъждането на наградата. Събранието се състои от 50 преподаватели от института. Негов работен орган е Нобеловият комитет. Състои се от петима души, избирани от Общото събрание измежду членовете му за тригодишен мандат. Асамблеята заседава няколко пъти в годината, за да обсъди избраните от комисията кандидати, и в първия понеделник на октомври с мнозинство на гласовете избира лауреата.

Учените имат право да номинират за наградата различни страни, включително членове на Нобеловата асамблея на Каролинския институт и носителите на Нобелови награди за физиология или медицина и химия, които получиха специални покани от Нобеловия комитет. Можете да предлагате кандидати от септември до 31 януари на следващата година. 361 души са номинирани за наградата през 2017 г.

Лауреати

Наградата се присъжда от 1901 г. Първият лауреат е немският лекар, микробиолог и имунолог Емил Адолф фон Беринг, който разработва метод за имунизация срещу дифтерия. През 1902 г. наградата получава Роналд Рос (Великобритания), който изучава маларията; през 1905 г. - изследовател на патогените на туберкулозата Роберт Кох (Германия); през 1923 г. Фредерик Бънтинг (Канада) и Джон Маклауд (Великобритания) откриват инсулина; през 1924 г. - основателят на електрокардиографията Вилем Айнтовен (Холандия); през 2003 г. - Пол Лаутербър (САЩ) и Питър Мансфийлд (Великобритания), които разработиха метода за магнитно-резонансна томография.

Според Нобеловия комитет на Каролинския институт, наградата от 1945 г., присъдена на Александър Флеминг, Ърнест Чейн и Хауърд Флори (Великобритания), открили пеницилина, остава най-известната. Някои открития са загубили своето значение с течение на времето. Сред тях е и методът на лоботомията, използван при лечението на психични заболявания. За разработката му през 1949 г. наградата получава португалецът Антонио Егас-Монис.

През 2016 г. наградата бе присъдена на японския биолог Йошинори Осуми „за откриването на механизма на аутофагията“ (процесът на обработка на клетката ненужно съдържание в нея).

Според уебсайта на Нобеловата награда в списъка на лауреатите има 211 души, включително 12 жени. Сред лауреатите са двама наши сънародници: физиологът Иван Павлов (1904 г.; за работа в областта на физиологията на храносмилането) и биологът и патолог Иля Мечников (1908 г.; за изследване на имунитета).

Статистика

През 1901-2016 г. наградата по физиология и медицина е присъждана 107 пъти (през 1915-1918, 1921, 1925, 1940-1942 г. Нобеловата асамблея на Каролинския институт не може да избере лауреат). Наградата е разделена 32 пъти между двама лауреати и 36 пъти между трима. Средната възраст на лауреатите е 58 години. Най-младият е канадецът Фредерик Бънтинг, който печели наградата през 1923 г. на 32-годишна възраст, най-възрастният е 87-годишният американец Франсис Пейтън Роуз (1966).