Nobelovci za fiziologiju ili medicinu. Nobelova nagrada za fiziologiju ili medicinu

Proglašenjem dobitnika nagrade za fiziologiju ili medicinu u ponedjeljak je u Stockholmu započeo godišnji Nobelov tjedan. izjavio je da je nagrada za 2017. nagrađena istraživačima Michaelom Rosbashom i Michaelom Youngom za

otkriće molekularnih mehanizama koji kontroliraju cirkadijalne ritmove – cikličke fluktuacije u intenzitetu različitih bioloških procesa povezanih s izmjenom dana i noći.

Život na Zemlji prilagođen je rotaciji planeta. Odavno je utvrđeno da svi živi organizmi, od biljaka do ljudi, imaju biološki sat koji omogućuje da se tijelo prilagodi promjenama u okolišu tijekom dana. Prva zapažanja na ovom području nastala su početkom naše ere, temeljitija istraživanja započela su u 18. stoljeću.

Do 20. stoljeća cirkadijalni ritmovi biljaka i životinja bili su prilično potpuno proučeni, ali je ostala tajna kako točno funkcionira "unutarnji sat". Ovu tajnu otkrili su američki genetičari i kronobiolozi Hall, Rosbash i Young.

Vinske mušice postale su uzoran organizam za istraživanja. Tim istraživača uspio je u njima pronaći gen koji kontrolira biološke ritmove.

Znanstvenici su otkrili da ovaj gen kodira protein koji se nakuplja u stanicama tijekom noći, a uništava se tijekom dana.

Nakon toga su identificirali druge elemente odgovorne za samoregulaciju "staničnog sata" i dokazali da biološki sat radi na sličan način u drugim višestaničnim organizmima, uključujući ljude.

Unutarnji sat prilagođava našu fiziologiju potpuno različitim razdobljima dana. O njima ovisi naše ponašanje, san, metabolizam, tjelesna temperatura, razina hormona. Naša se dobrobit pogoršava kada postoji nesklad između rada unutarnjeg sata i okoliš... Dakle, tijelo reagira na oštru promjenu vremenske zone nesanicom, umorom, glavoboljom. Sindrom promjene vremenske zone, jetlag, već je nekoliko desetljeća uključen u Međunarodnu klasifikaciju bolesti. Nesklad između načina života i ritmova koje diktira tijelo dovodi do povećanog rizika od razvoja mnogih bolesti.

Prve dokumentirane pokuse s unutarnjim satovima proveo je u 18. stoljeću francuski astronom Jean-Jacques de Meran. Otkrio je da se listovi mimoze spuštaju u noć i da se ujutro ponovno šire. Kada je de Meran odlučio testirati kako će se biljka ponašati bez pristupa svjetlosti, pokazalo se da se listovi mimoze dižu i opadaju bez obzira na osvjetljenje – te su pojave povezane s promjenom doba dana.

Kasnije su znanstvenici otkrili da i drugi živi organizmi imaju slične pojave koje prilagođavaju tijelo promjenama uvjeta tijekom dana.

Zvali su se cirkadijalni ritmovi, od riječi circa - "oko" i dies - "dan". Sedamdesetih godina prošlog stoljeća fizičar i molekularni biolog Seymour Benzer se pitao može li se identificirati gen koji kontrolira cirkadijalne ritmove. Uspio je to učiniti, gen je nazvan periodom, ali je mehanizam kontrole ostao nepoznat.

Godine 1984. Hall, Roybash i Young uspjeli su ga prepoznati.

Izolirali su potrebni gen i otkrili da je odgovoran za nakupljanje i uništavanje povezanog proteina (PER) u stanicama, ovisno o dobu dana.

Sljedeći zadatak istraživača bio je razumjeti kako nastaju i održavaju cirkadijalne oscilacije. Hall i Rosbash su pretpostavili da nakupljanje proteina blokira funkciju gena, regulirajući time sadržaj proteina u stanicama.

Međutim, da bi se blokirao rad gena, protein proizveden u citoplazmi mora doći do jezgre stanice, gdje se nalazi genetski materijal. Ispostavilo se da je PER noću stvarno ugrađen u kernel, ali kako on tamo dospijeva?

Godine 1994. Young je otkrio još jedan gen, bezvremenski, koji kodira TIM protein potreban za normalne cirkadijalne ritmove.

Otkrio je da kada se TIM veže na PER, oni su u stanju prodrijeti u staničnu jezgru, gdje blokiraju period gen inhibicijom povratne sprege.

No neka su pitanja i dalje ostala bez odgovora. Na primjer, što je kontroliralo frekvenciju cirkadijanskih oscilacija? Young je kasnije otkrio još jedan gen, doubletime, koji je odgovoran za stvaranje DBT proteina, što je odgodilo nakupljanje PER proteina. Sva ova otkrića pomogla su razumjeti kako su fluktuacije prilagođene 24-satnom dnevnom ciklusu.

Nakon toga, Hall, Roybash i Young su napravili još nekoliko otkrića, nadopunjujući i razjašnjavajući prethodna.

Na primjer, identificirali su niz proteina potrebnih za aktiviranje gena za period, a također su otkrili mehanizam kojim je unutarnji sat sinkroniziran sa svjetlom.

Najvjerojatniji kandidati za Nobelova nagrada u ovom području imenovani su virusologinja Yuan Chang i njezin muž, onkolog, koji su otkrili virus herpesa tipa 8 povezan s Kaposijevim sarkomom; Profesor Lewis Cantley, koji je otkrio signalne puteve enzima fosfoinozitid-3-kinaza i proučavao njihovu ulogu u rastu tumora, te profesor koji je dao značajan doprinos analizi podataka dobivenih metodama snimanja mozga.

2016. laureat japanske nagrade Yoshinori Osumi za otkriće mehanizma autofagije – procesa razgradnje i recikliranja unutarstaničnog otpada.

Život na Zemlji pokorava se ritmu koji postavlja rotaciju planeta oko sebe i oko Sunca. Većina živih organizama ima unutarnje “satove” – mehanizme koji im omogućuju da žive u skladu s tim ritmom. Hall, Rosbash i Young pogledali su u kavez i vidjeli kako radi biološki sat.

Drosophila muhe poslužile su kao uzorni organizmi. Genetičari su uspjeli izračunati gen koji kontrolira ritam života insekata. Pokazalo se da kodira protein koji se nakuplja u stanicama noću i polako se koristi tijekom dana. Kasnije je otkriveno još nekoliko proteina koji sudjeluju u regulaciji cirkadijanskih ritmova. Biolozima je sada jasno da je mehanizam koji regulira dnevnu rutinu isti za sve žive organizme, od biljaka do ljudi. Ovaj mehanizam kontrolira aktivnost, razinu hormona, tjelesnu temperaturu i metabolizam, koji variraju ovisno o dobu dana. Od otkrića Halla, Rosbasha i Younga pojavilo se puno podataka o tome koliko oštra ili stalna odstupanja u načinu života od zadanog "biološkog sata" mogu biti opasna po zdravlje.

Prvi dokazi da živa bića imaju "osjet za vrijeme" pojavili su se u 18. stoljeću: tada je francuski prirodoslovac Jean-Jacques d "Hortu de Meran pokazao da mimoza nastavlja otvarati cvijeće ujutro i zatvarati se navečer, čak i kada je u mrak 24 sata pokazao je da ne samo biljke, već i životinje, uključujući i ljude, osjećaju doba dana. Periodična promjena fizioloških pokazatelja i ponašanja tijekom dana nazivala se cirkadijanskim ritmovima - od lat. oko- krug i umire- dan.

70-ih godina prošlog stoljeća Seymour Bentzer i njegov učenik Ronald Konopka pronašli su gen koji kontrolira cirkadijalne ritmove kod voćnih mušica i forsirali njegovo razdoblje. Godine 1984. Jeffrey Hall i Michael Rosbash sa Sveučilišta Brandelis u Bostonu i Michael Young sa Sveučilišta Rockefeller u New Yorku izolirali su gen razdoblje, a onda su Hall i Rosbash shvatili što radi protein koji je u njemu kodiran, PER - a on se noću nakuplja u stanici i troši se cijeli dan, tako da možete procijeniti doba dana po njegovoj koncentraciji.

Ovaj sustav, kako su predložili Hall i Rosbash, regulira sam sebe: PER protein blokira aktivnost gena za period, tako da se sinteza proteina zaustavlja čim ga ima previše i nastavlja se kako se protein konzumira. Ostalo je samo odgovoriti na pitanje kako protein ulazi u staničnu jezgru - uostalom, samo tamo može utjecati na aktivnost gena.

Godine 1994. Young je otkrio drugi važan gen za cirkadijalne ritmove, bezvremenski gen, koji kodira TIM protein koji pomaže PER proteinu prijeći nuklearnu membranu i blokirati gen za period. Još jedan gen dvostruko vrijeme, pokazalo se da je odgovoran za DBT protein, koji usporava nakupljanje PER proteina - tako da se ciklus njegove sinteze i pauze između njih proteže na 24 sata. Sljedećih godina otkriveni su mnogi drugi geni i proteini - dijelovi delikatnog mehanizma "biološkog sata", uključujući i one koji vam omogućuju "okrenuti strelice" - proteine, čija aktivnost ovisi o osvjetljenju.

Cirkadijalni ritmovi reguliraju različite aspekte života našeg tijela, uključujući i na genetskoj razini: neki geni su aktivniji noću, neki danju. Otkrića laureata iz 2017. proširila su biologiju cirkadijanskih ritmova u golem znanstvena disciplina; deseci se napišu svake godine znanstvenih radova o tome kako je "biološki sat" uređen različiti tipovi, uključujući osobu.

Prema web stranici Nobelovog odbora, nakon proučavanja ponašanja voćnih mušica u različitim fazama dana, istraživači iz Sjedinjenih Država uspjeli su pogledati unutar biološkog sata živih organizama i objasniti mehanizam njihovog rada.

72-godišnji genetičar Jeffrey Hall sa Sveučilišta Maine, njegov 73-godišnji kolega Michael Rosbash s privatnog sveučilišta Brandeis i 69-godišnji Michael Young, koji radi na Sveučilištu Rockefeller, shvatili su kako biljke, životinje a ljudi se prilagođavaju izmjeni dana i noći. Znanstvenici su otkrili da cirkadijalni ritmovi (od latinskog circa - "oko", "oko" i latinskog dies - "dan") reguliraju takozvani periodni geni, koji kodiraju protein koji se nakuplja u stanicama živih organizama noću. a konzumira se tijekom dana.

Nobelovci 2017. Jeffrey Hall, Michael Rosbash i Michael Young počeli su istraživati ​​molekularnu biološku prirodu unutarnjih satova živih organizama 1984. godine.

“Tjelesni sat regulira ponašanje, razinu hormona, san, tjelesnu temperaturu i metabolizam. Naša dobrobit je narušena ako postoji neusklađenost između vanjskog okruženja i našeg unutarnjeg biološkog sata - na primjer, kada putujemo kroz nekoliko vremenskih zona. Nobelovci su pronašli znakove da kronična nedosljednost između načina života osobe i biološki ritam, koji diktira unutarnji sat, povećava rizik od raznih bolesti “- stoji na web stranici Nobelovog odbora.

Top 10 dobitnika Nobelove nagrade za fiziologiju i medicinu

Tamo se na web stranici Nobelovog odbora nalazi popis deset najpopularnijih dobitnika nagrade iz područja fiziologije i medicine za cijelo vrijeme njezine dodjele, odnosno od 1901. godine. Ova ocjena dobitnika Nobelove nagrade sastavljena je prema broju pregleda na stranicama stranice posvećene njihovim otkrićima.

Na desetom redu- Francis Crick, britanski molekularni biolog koji je dobio Nobelovu nagradu 1962. s Jamesom Watsonom i Mauriceom Wilkinsom "za otkrića o molekularnoj strukturi nukleinskih kiselina i njihovoj važnosti za prijenos informacija u živim sustavima", drugim riječima, za studiju od DNK.

Na osmoj liniji na ljestvici najpopularnijih nobelovaca u području fiziologije i medicine je imunolog Karl Landsteiner, koji je 1930. godine dobio nagradu za otkriće krvnih grupa kod ljudi, što je transfuziju krvi učinilo uobičajenom medicinskom praksom.

Na sedmom mjestu- Kineski farmakolog Tu Yuyu. Zajedno s Williamom Campbellom i Satoshijem Omurom dobila je Nobelovu nagradu 2015. godine “za otkrića u području novih načina liječenja malarije”, odnosno za otkriće artemisinina, lijeka napravljenog od pelina koji pomaže u borbi protiv ove zarazne bolesti. Napominjemo da je Tu Yuyu postala prva Kineskinja kojoj je dodijeljena Nobelova nagrada za fiziologiju ili medicinu.

Na petom mjestu Japanac Yoshinori Osumi, dobitnik Nagrade za fiziologiju i medicinu 2016., nalazi se na popisu najpopularnijih nobelovaca. Otkrio je mehanizme autofagije.

Na četvrtom redu- Robert Koch, njemački mikrobiolog koji je otkrio bacil antraks, vibrio kolere i bacil tuberkuloze. Koch je dobio Nobelovu nagradu za svoje istraživanje tuberkuloze 1905. godine.

Na trećem mjestu Na ljestvici dobitnika Nobelove nagrade za fiziologiju i medicinu je američki biolog James Dewey Watson, koji je nagradu dobio zajedno s Francisom Crickom i Mauriceom Wilkinsom 1952. godine za otkriće strukture DNK.

Dobro i najpopularniji nobelovac U području fiziologije i medicine, Sir Alexander Fleming, britanski bakteriolog, koji je zajedno s kolegama Howardom Floreyjem i Ernstom Borisom Cheyneom 1945. dobio nagradu za otkriće penicilina, koji je uistinu promijenio tijek povijesti, pokazao se kao biti.

Godine 2017. Nobelova nagrada za medicinu dodijeljena je trojici američkih znanstvenika koji su otkrili molekularne mehanizme odgovorne za cirkadijalni ritam – ljudski biološki sat. Ovi mehanizmi reguliraju san i budnost, rad hormonskog sustava, tjelesnu temperaturu i druge parametre ljudskog tijela koji variraju ovisno o dobu dana. Više o otkriću znanstvenika pročitajte u materijalu RT.

Dobitnici Nobelove nagrade za fiziologiju i medicinu Reuters Jonas Ekstromer

Nobelov odbor Instituta Karolinska u Stockholmu u ponedjeljak, 2. listopada, objavio je da je Nobelova nagrada za fiziologiju i medicinu za 2017. dodijeljena američkim znanstvenicima Michaelu Youngu, Jeffreyju Hallu i Michaelu Rosbashu za otkrivanje molekularnih mehanizama koji kontroliraju cirkadijalni ritam.

"Uspjeli su ući u tjelesni biološki sat i objasniti kako on radi", rekao je odbor.

Cirkadijalni ritmovi su cikličke fluktuacije različitih fizioloških i biokemijskih procesa u tijelu povezane s izmjenom dana i noći. U gotovo svakom organu ljudskog tijela postoje stanice s pojedinačnim molekularnim satom, pa su cirkadijalni ritmovi biološki kronometar.

Prema priopćenju Instituta Karolinska, Young, Hall i Rosbash uspjeli su u voćnim mušicama izolirati gen koji kontrolira oslobađanje posebnog proteina ovisno o dobu dana.

“Na taj način znanstvenici su uspjeli identificirati proteinske spojeve koji su uključeni u rad ovog mehanizma, te razumjeti rad neovisne mehanike ovog fenomena unutar svake pojedinačne stanice. Sada znamo da biološki sat radi na isti način u stanicama drugih višestaničnih organizama, uključujući i ljude”, navodi se u priopćenju povjerenstva za dodjelu nagrada.

• Voćna mušica
• globallookpress.com
• imagebroker / Alfred Schauhuber

Prisutnost biološkog sata u živim organizmima utvrđena je krajem prošlog stoljeća. Nalaze se u takozvanoj suprahijazmatskoj jezgri hipotalamusa mozga. Jezgra prima informacije o razini osvjetljenja od receptora na mrežnici i šalje signal drugim organima pomoću živčanih impulsa i hormonalnih promjena.

Osim toga, neke stanice jezgre, kao i stanice drugih organa, imaju svoj biološki sat, čiji rad osiguravaju proteini, čija aktivnost varira ovisno o dobu dana. Sinteza drugih proteinskih veza koje stvaraju cirkadijalne ritmove života ovisi o aktivnosti tih proteina. pojedinačne stanice i cijelih organa. Na primjer, noćni boravak u jako osvijetljenoj prostoriji može pomaknuti cirkadijalni ritam, aktivirajući sintezu proteina PER gena, obično počevši od jutra.

Jetra također igra značajnu ulogu u cirkadijalnim ritmovima kod sisavaca. Na primjer, glodavci poput miševa ili štakora su noćne životinje i jedu u mraku. Ali ako je hrana dostupna samo tijekom dana, njihov se cirkadijalni ciklus jetre pomiče za 12 sati.

Ritam života

Cirkadijalni ritmovi su dnevne promjene u tjelesnoj aktivnosti. Uključuju regulaciju sna i budnosti, oslobađanje hormona, tjelesnu temperaturu i druge parametre koji se mijenjaju u skladu s cirkadijanskim ritmom, objašnjava somnolog Alexander Melnikov. Napomenuo je da se istraživači u tom smjeru razvijaju već nekoliko desetljeća.

“Prije svega, treba napomenuti da ovo nije otkriće jučer ili danas. Ova istraživanja provode se dugi niz desetljeća – od 80-ih godina prošlog stoljeća do danas – i omogućila su otkrivanje jednog od najdubljih mehanizama koji reguliraju prirodu ljudskog tijela i drugih živih bića. Mehanizam koji su otkrili znanstvenici vrlo je važan za utjecaj na cirkadijalni ritam tijela”, rekao je Melnikov.

• pixabay.com

Prema riječima stručnjaka, ti se procesi ne događaju samo zbog promjene dana i noći. Čak iu uvjetima polarnih noći, dnevni ritmovi će nastaviti djelovati.

“Ti čimbenici su vrlo važni, ali vrlo često se krše kod ljudi. Ti su procesi regulirani na razini gena, što su potvrdili i laureati nagrade. U današnje vrijeme ljudi vrlo često mijenjaju vremenske zone i izloženi su raznim stresovima povezanim s naglim promjenama cirkadijalnog ritma. Intenzivan ritam modernog života može utjecati na ispravnost regulacije i mogućnost mirovanja tijela”, zaključio je Melnikov. Uvjeren je da proučavanje Younga, Halla i Rosbasha pruža priliku za razvoj novih mehanizama za utjecaj na ritmove ljudskog tijela.

Povijest nagrada

Utemeljitelj nagrade, Alfred Nobel, oporukom je izbor laureata iz fiziologije i medicine povjerio Institutu Karolinska u Stockholmu, osnovanom 1810. godine i jednom od vodećih obrazovnih i znanstvenih medicinskih centara u svijetu. Sveučilišni Nobelov odbor sastoji se od pet stalnih članova, koji zauzvrat imaju pravo pozivati ​​stručnjake na konzultacije. Lista nominiranih za ovogodišnju nagradu brojala je 361 ime.

Nobelova nagrada za medicinu dodijeljena je 107 puta za 211 znanstvenika. Njegov prvi laureat bio je 1901. njemački liječnik Emil Adolph von Bering, koji je razvio metodu imunizacije protiv difterije. Odbor Instituta Karolinska smatra najznačajniju nagradu 1945. godine, dodijeljenu britanskim znanstvenicima Flemingu, Cheyneu i Floryju za otkriće penicilina. Neke su nagrade s vremenom postale nevažne, poput one dodijeljene 1949. za razvoj metode lobotomije.

U 2017. godini iznos nagrade povećan je s 8 milijuna na 9 milijuna švedskih kruna (oko 1,12 milijuna dolara).

Svečanost dodjele nagrada laureatima tradicionalno će se održati 10. prosinca - na dan smrti Alfreda Nobela. Nagrade iz fiziologije i medicine, fizike, kemije i književnosti bit će dodijeljene u Stockholmu. Nagrada za mir, prema Nobelovoj oporuci, dodjeljuje se istog dana u Oslu.

Pretplatite se na nas

Nobelova nagrada za fiziologiju ili medicinu. Skupina znanstvenika iz Sjedinjenih Država postala je njezinim vlasnicima. Michael Young, Jeffrey Hall i Michael Rosbash dobili su nagradu za otkriće molekularnih mehanizama koji kontroliraju cirkadijalni ritam.

Prema oporuci Alfreda Nobela, nagrada se dodjeljuje onome „koji pravi važno otkriće„u ovom području. Uredništvo TASS-DOSSIER-a pripremilo je materijal o postupku dodjele ove nagrade i njezinim laureatima.

Dodjela nagrade i predlaganje kandidata

Nobelova skupština Instituta Karolinska, smještena u Stockholmu, odgovorna je za dodjelu nagrade. Skupštinu čini 50 profesora sa instituta. Njegovo radno tijelo je Nobelov komitet. Sastoji se od pet osoba, koje bira Skupština iz reda svojih članova na mandat od tri godine. Skupština se sastaje nekoliko puta godišnje kako bi raspravljala o kandidatima koje odabere povjerenstvo, a prvog ponedjeljka u listopadu većinom glasova bira laureata.

Znanstvenici imaju pravo nominirati za nagradu različite zemlje, uključujući članove Nobelove skupštine Instituta Karolinska i dobitnike Nobelovih nagrada za fiziologiju ili medicinu i kemiju, koji su dobili posebne pozive Nobelovog odbora. Kandidate možete predlagati od rujna do 31. siječnja iduće godine. Za nagradu u 2017. godini nominirana je 361 osoba.

Laureati

Nagrada se dodjeljuje od 1901. godine. Prvi laureat bio je njemački liječnik, mikrobiolog i imunolog Emil Adolph von Bering, koji je razvio metodu imunizacije protiv difterije. Godine 1902. nagradu je dobio Ronald Ross (Velika Britanija), koji je proučavao malariju; 1905. - istraživač uzročnika tuberkuloze Robert Koch (Njemačka); 1923. Frederick Bunting (Kanada) i John McLeod (Velika Britanija) otkrili su inzulin; 1924. - utemeljitelj elektrokardiografije Willem Einthoven (Holandija); 2003. - Paul Lauterbur (SAD) i Peter Mansfield (UK) koji su razvili metodu magnetske rezonancije.

Prema Nobelovom odboru Instituta Karolinska, nagrada iz 1945. dodijeljena Alexanderu Flemingu, Ernestu Chainu i Howardu Floryju (Velika Britanija), koji su otkrili penicilin, ostaje najpoznatija. Neka otkrića su s vremenom izgubila na značaju. Među njima je i metoda lobotomije koja se koristi u liječenju mentalnih bolesti. Za njegov razvoj 1949. nagradu je dobio Portugalac Antonio Egas-Moniz.

Nagrada je 2016. godine dodijeljena japanskom biologu Yoshinoriju Osumiju "za otkriće mehanizma autofagije" (procesa stanice koja obrađuje nepotreban sadržaj u njoj).

Prema internetskoj stranici Nobel, na popisu laureata nalazi se 211 osoba, uključujući 12 žena. Među laureatima su i dvojica naših sunarodnjaka: fiziolog Ivan Pavlov (1904.; za rad na području fiziologije probave) i biolog i patolog Ilja Mečnikov (1908.; za istraživanje imuniteta).

Statistika

Godine 1901.-2016. nagrada za fiziologiju i medicinu dodijeljena je 107 puta (1915.-1918., 1921., 1925., 1940.-1942. Nobelova skupština Karolinskog instituta nije mogla izabrati laureata). Nagrada je podijeljena 32 puta između dva laureata i 36 puta između trojice. Prosječna dob laureata je 58 godina. Najmlađi je Kanađanin Frederick Bunting, koji je nagradu osvojio 1923. s 32 godine, najstariji je 87-godišnji Amerikanac Francis Peyton Rose (1966.).