Вся жизнь на Земле приспособлена к вращению нашей планеты. Издавна известно, что живые организмы — растения и животные, включая людей, — имеют внутренние биологические часы, помогающие предвидеть восход и закат солнца и адаптироваться к ритму дня. Часы регулируют все основные функции организма, такие как поведение, уровень гормонов, сон, температура тела и метаболизм. Как и когда ученые открыли, что у нас есть циркадные ритмы?
Циркадные ритмы, то есть суточные, от латинских слов circa, «вокруг» и dies — «день», или «body clock» — генетические часы. Как эти часы работают?
Американские ученые Джеффри Холл, Майкл Росбаш и Майкл Янг смогли узнать на генном уровне, каким образом организмы растений, животных и людей настраивают свой циркадный ритм, то есть адаптируют свой биологический ритм так, чтобы он синхронизировался с вращением земли.
В качестве модельного организма исследователи использовали плодовую мушку дрозофилу. Именно она помогла выделить ген, контролирующий нормальный ежедневный биологический ритм. Опыты показали, что этот ген кодирует белок, который накапливается в клетке в течение ночи, а затем расходуется днем. Ученые выделили участок хромосомы, в котором располагался интересующий их протеин, и показали, что белок, названный ими PER (от слова period), накапливается ночью и распадается в течение дня.
Попытка понять и исследовать биологические часы были еще в XVIII веке. Астроном Жан-Жак де Меран записал свои наблюдения за мимозой, которая поднимает листья навстречу солнцу в дневное время и опускает в сумерках. Ученого заинтересовало, что произойдет, если растение будет помещено в постоянную темноту. Оказалось, что независимо от солнечного света листья продолжают следовать своему суточному циклу. Это однозначно свидетельствовало о том, что у растений есть биологические часы. В 1970-е годы ХХ века опыты над дрозофилой косвенно доказывали, что собственный механизм, отсчитывающий 24-часовой ритм, есть не только у целостного организма, но и у каждой его клетки.
Но только открытие Джеффри Холла, Майкл Росбаша и Майкла Янга превратило циркадную биологию в обширное исследовательское поле, имеющее значение для нашего здоровья и благополучия. За открытие генетических часов исследователи получили Нобелевскую премию в области физиологии и медицины в 2017 году.
Чтобы узнать больше об открытиях, изменивших мир, прочитайте книгу ольги Шествовой и Льва Иноземцева «30 нобелевских премий. Открытия, изменившие медицину».
#здоровье #наукаижизнь #биологическиечасы #нобелевскаяпремия #чтопочитать