Номинирани за Нобелова награда за медицина. Нобелова награда за медицина за откриване на механизмите на циркадните ритми

Уебсайт на Райнер Вайс, Бари Бариш и Кип Торн

Нобеловата награда за физика беше присъдена през 2017 г. на Райнер Вайс (1/2), Бари Бариш и Кип Торн (1/4) всеки за изобретяването на детектора на гравитационни вълни и тяхното изследване. Нобеловият комитет съобщи това по време на специална пресконференция в Стокхолм.

Наградата по физика беше присъдена с формулировката: „За решаващ принос към детектора LIGO и наблюдението на гравитационните вълни“. Детекторът LIGO е лазерна интерферометърна обсерватория за гравитационни вълни, разположена в Съединените щати. Около него се формира Международната научна общност LIGO. Тазгодишните нобелисти основаха този проект.

Да припомним, че миналата година Нобеловата награда за физика си поделиха Дейвид Тулес (1/2 от наградата), Дънкан Халдейн (1/4) и Майкъл Костерлиц (1/4). Година по-рано наградите бяха присъдени на Такааки Каджита (Япония) и Артър Мункдоналд (Канада) за. През 2014 г. Нобелови лауреати станаха японците Изомо Акасаки, Хироши Амано и американският гражданин също от японски произход Шуджи Накамура.

Общо от 1901 г. до наши дни Нобеловата награда за физика е присъдена 110 пъти, като са отличени 204 учени. Носителите на най-високото научно отличие не са обявени само през 1916, 1931, 1934, 1940, 1941 и 1942 г.

Най-младият физик, получил Нобелова награда, е австралиецът Лорънс Браг. Заедно с баща си, Уилям Браг, той е признат през 1915 г. за изследванията си на кристалната структура с помощта на рентгенови лъчи. Ученият беше само на 25 години по време на обявяването на резултатите от гласуването на Нобеловия комитет. А най-възрастният нобелов лауреат по физика, американецът Реймънд Дейвис, беше на 88 години в деня на връчването на наградата. Той посвети живота си на астрофизиката и успя да открие такива елементарни частици като космическите неутрино.

Сред лауреатите по физика най-малко жени са жени – само две. Това са Мария Кюри, която заедно със съпруга си Пиер получава награда през 1903 г. за изследване на радиоактивността (тя по принцип е първата жена, получила най-високото научно отличие) и Мария Геперт-Майер, която е наградена през 1963 г. за нейните открития относно структурата на черупката на ядрото.

Само един физик е получавал Нобелова награда за физика два пъти - американецът Джон Бардийн е награден през 1956 г. за изследванията си върху полупроводниците и през 1972 г. за създаването на теорията за свръхпроводимостта. По същото време Мария Кюри получава втория си Нобел през 1911 г., но в областта на химията – за откриването на химичните елементи радий и полоний. И до днес тя остава единственият учен, получил две награди в различни научни области.

Нобелова награда за физиология или медицина- най-високото отличие за научни постижения в областта на физиологията и медицината, присъждано ежегодно от Нобеловия комитет в Стокхолм. На лауреатите се връчват златен медал с лика на Алфред Нобел и съответния надпис, диплом и чек за... ... Енциклопедия на новинарите

Нобеловата награда за физиология или медицина е най-високото отличие за научни постижения в областта на физиологията или медицината, което се присъжда ежегодно от Нобеловия комитет в Стокхолм. Съдържание 1 Изисквания за номиниране на кандидати ... Wikipedia

Нобелова награда: история на учредяване и номинации- Нобеловите награди са най-престижните международни награди, присъждани ежегодно за изключителни научни изследвания, революционни изобретения или голям принос към културата или обществото и кръстени на техния основател, шведския... ... Енциклопедия на новинарите

Нобеловата награда за физиология или медицина е най-високото отличие за научни постижения в областта на физиологията и медицината, което се присъжда ежегодно от Нобеловия комитет в Стокхолм. Съдържание 1 Изисквания за номиниране на кандидати 2 Списък на лауреатите ... Wikipedia

А медицината е най-високото отличие за научни постижения в областта на физиологията и медицината, присъждано ежегодно от Нобеловия комитет в Стокхолм. Съдържание 1 Изисквания за номиниране на кандидати 2 Списък на лауреатите ... Wikipedia

НОБЕЛОВА НАГРАДА Правна енциклопедия

Медал, присъден на лауреат на Нобелова награда Нобелова награда (шведски Nobelpriset, английски Nobel Prize ... Wikipedia

Вилхелм Рьонтген (1845 1923), първият Нобелов лауреат ... Уикипедия

Международна награда, кръстена на своя основател, шведския инженер-химик А. Б. Нобел. Присъжда се ежегодно (от 1901 г.) за изключителни произведения в областта на физиката, химията, медицината и физиологията, икономиката (от 1969 г.), за литературни... ... Енциклопедичен речник по икономика и право

За 106 години Нобеловата награда е претърпяла само едно нововъведение- Церемонията по връчването на Нобеловите награди, учредени от Алфред Нобел, и Нобеловата награда за мир се провежда всяка година в деня на смъртта на А. Нобел в Стокхолм (Швеция) и Осло (Норвегия). На 10 декември 1901 г. се състоя първата церемония по награждаването... ... Енциклопедия на новинарите

Книги

• компютърна томография. Основи, техника, качество на изображението и области на клинична употреба, V. Kalender. 344 стр. Компютърната томография (CT), за създаването на която G. Hounsfield и A. Cormack са удостоени с Нобелова награда за медицина през 1979 г., се превърна в един от най-важните диагностични методи.…
• Теломераза. Как да поддържаме младостта, да подобрим здравето и да увеличим продължителността на живота, Майкъл Фосел. Как да запазим младостта, да спрем стареенето, да подобрим здравето и да увеличим продължителността на живота? Науката е на прага на революция: изследване на теломерите (краищата на хромозомите) и... електронна книга

На 2 октомври 2017 г. Нобеловият комитет обяви имената на лауреатите на Нобелова награда за физиология или медицина за 2017 г. 9 милиона шведски крони ще бъдат разделени поравно между американските биолози Джефри К. Хол, Майкъл Росбаш и Майкъл У. Йънг за откритието им на молекулярния механизъм на биологичния часовник, тоест безкрайно цикличният циркаден ритъм на живота на организмите, в т.ч. хора.

В продължение на милиони години животът се е адаптирал към въртенето на планетата. Отдавна е известно, че имаме вътрешен биологичен часовник, който предвижда и се адаптира към времето на деня. Вечер искам да заспя, а сутрин да се събудя. Хормоните се освобождават в кръвта строго по график, а способностите / поведението на човека - координация, скорост на реакция - също зависят от времето на деня. Но как работи този вътрешен часовник?

Откриването на биологичния часовник се приписва на френския астроном Жан-Жак дьо Меран, който през 18 век забелязал, че листата на мимозата се отварят към Слънцето през деня и се затварят през нощта. Чудеше се как ще се държи растението, ако бъде поставено в пълен мрак. Оказа се, че дори в тъмното мимозата следва плана – все едно има вътрешен часовник.

По-късно такива биоритми са открити и при други растения, животни и хора. Почти всички живи организми на планетата реагират на Слънцето: циркадният ритъм е плътно вграден в земния живот, в метаболизма на целия живот на планетата. Но как работи този механизъм остава загадка.

Нобеловите лауреати изолираха ген, който контролира ежедневния биологичен ритъм при плодовите мухи (хората и мухите имат много общи гени поради наличието на общи предци). Те правят първото си откритие през 1984 г. Откритият ген е кръстен Период.

ген Периодкодира протеина PER, който се натрупва в клетките през нощта и се разрушава през деня. Концентрацията на PER протеин варира по 24-часов график в съответствие с циркадния ритъм.

След това те идентифицираха допълнителни компоненти на протеина и напълно разкриха самоподдържащия се вътреклетъчен механизъм на циркадния ритъм - в този уникален отговор протеинът PER блокира генната активност Период, тоест PER блокира синтеза на себе си, но постепенно се разпада в течение на деня (вижте диаграмата по-горе). Това е самодостатъчен механизъм с безкраен цикъл. На същия принцип действа и при други многоклетъчни организми.

След откриването на гена, съответния протеин и цялостния механизъм на вътрешния часовник липсват още няколко парчета от пъзела. Учените знаеха, че протеинът PER се натрупва в клетъчното ядро ​​през нощта. Те също знаеха, че съответната иРНК се произвежда в цитоплазмата. Не беше ясно как протеинът попада от цитоплазмата в клетъчното ядро. През 1994 г. Майкъл Йънг открива друг ген вечен, който кодира протеина TIM, също необходим за нормалното функциониране на вътрешния часовник. Той доказа, че ако TIM се прикрепи към PER, тогава двойка протеини могат да проникнат в клетъчното ядро, където блокират генната активност Период, като по този начин се затваря безкрайният цикъл на производство на PER протеин.

Оказва се, че този механизъм адаптира вътрешния ни часовник към времето от деня с изключителна точност. Той регулира различни критични функции на тялото, включително човешкото поведение, нивата на хормоните, съня, телесната температура и метаболизма. Човек се чувства зле, ако има временно несъответствие между външните условия и неговия вътрешен биологичен часовник, например при пътуване на дълги разстояния в различни часови зони. Има също доказателства, че хроничното несъответствие между начина на живот и телесния часовник е свързано с повишен риск от различни заболявания, включително диабет, затлъстяване, рак и сърдечно-съдови заболявания.

По-късно Майкъл Йънг идентифицира друг ген двойно време, кодиращ протеина DBT, който забавя натрупването на протеина PER в клетката и позволява на тялото да се настрои по-точно към 24-часовия ден.

През следващите години настоящите Нобелови лауреати осветляват по-подробно участието на други молекулни компоненти в циркадния ритъм; те са открили допълнителни протеини, които участват в генното активиране Период, а също така разкри механизмите за това как светлината помага за синхронизирането на биологичния часовник с външните условия на околната среда.

Отляво надясно: Майкъл Розбаш, Майкъл Йънг, Джефри Хол

Изследването на механизма на вътрешния часовник далеч не е завършено. Знаем само основните части на механизма. Циркадната биология - изследването на вътрешния часовник и циркадния ритъм - се очертава като отделна бързо развиваща се област на изследване. И всичко това се случи благодарение на тримата настоящи носители на Нобелова награда.

Експертите от няколко години обсъждат, че молекулярният механизъм на циркадните ритми ще получи Нобелова награда - и сега това събитие най-накрая се случи.

Нобеловата награда за физиология или медицина за 2017 г. беше присъдена на американските професори Джефри Хол, Майкъл Росбаш и Майкъл Йънг. Те изследвали механизма, който регулира циркадните ритми на тялото, така наречения клетъчен часовник. Представяйки лауреатите, експертът на Нобеловия комитет подчерта, че самият този проблем далеч не е нов. Още през 18 век френски учен обърна внимание на някои цветя, които се отварят сутрин и се затварят през нощта. Биологът проведе експеримент, като постави цветя в пълна тъмнина за няколко дни. И се държаха като в естествени условия. Подобна картина се наблюдава при изследването на други растения и животни. Тогава за първи път е изложена хипотеза за вътрешния часовник на живите организми. Каква е тяхната същност?

Всеки от нас знае какво е обикновен часовник, ние измерваме времето с помощта на махало. Но се оказва, че почти всички живи същества имат свой вътрешен часовник и вместо махало в нас „работи“ смяната на деня и нощта, които са следствие от въртенето на Земята около оста си“, професор в Института за наука и технологии Сколково и професор в университета Рутгерс каза пред кореспондент на RG.Ръководител на лабораториите в Института по молекулярна генетика на Руската академия на науките и Института по генна биология на Руската академия на науките Константин Северинов. - От самото начало на живота всички живи същества трябваше да се адаптират към такава промяна. Включете тези малки часовници във всяка клетка на всеки организъм. И живейте според тях. В съответствие с техните „показания“ променете физиологията си - бягайте, спете, яжте и т.н.

Настоящите лауреати решиха в края на 70-те години да надникнат в тези часовници и да разберат как работят. За да направят това, те изследвали плодови мушици и избрани насекоми с мутации, при които техните цикли сън-бодърстване са били променени. Да кажем, че някои са спали напълно произволно. По този начин беше възможно да се идентифицират гени, които са отговорни за това, че циклите са правилни и координирани.

И тогава учените разбраха молекулярната основа на тези часовници“, казва Северинов. - Оказа се, че идентифицираните гени контролират производството на определени протеини по такъв начин, че те се натрупват през нощта и се разпадат през деня. Всъщност подобни колебания в концентрацията са нещо като махало в тялото ни. И в зависимост от това в клетката се активират различни гени, които в крайна сметка контролират много процеси.

Тогава учените установиха, че абсолютно същият механизъм работи не само при мухите, но и при всички живи същества. Тя е измислена от природата за отчитане на времето в тялото. Практическото значение на това откритие е очевидно, например много психични разстройства са свързани с нарушения на съня поради смущения в системата на циркадния цикъл.

Оценявайки присъждането на тази награда, редица експерти вече заявиха, че това е „спокойна награда“, тя няма да се превърне в експлозия в световната наука, дори само защото е направена преди няколко десетилетия. Освен това награждаването на стари творби се превръща в тенденция. В същото време Нобеловият комитет предаде сензационната работа по редактиране на генома, която се превърна в бум през последните години. „Не съм съгласен с това мнение", казва Северинов. „Редактирането на генома ще получи своята награда и това не е точно откритие, а по-скоро генетична техника. А клетъчният часовник е истинска, дълбока фундаментална наука, обяснява как светът работи.

Трябва да се отбележи, че прогнозата на Thomson Reuters, която прогнозира лауреати от 2002 г. и отгатва най-често лауреатите спрямо своите конкуренти, този път се оказа грешна. Те залагат на американски учени, които се занимават с проблеми с рака.

Церемонията по награждаването по традиция ще се състои на 10 декември, деня на смъртта на основателя на Нобеловите награди, шведския предприемач и изобретател Алфред Нобел (1833-1896). Нобеловата награда за 2017 г. е на стойност девет милиона шведски крони (милиона щатски долара).

Джефри Хол е роден през 1945 г. в Ню Йорк и работи в университета Brandeis от 1974 г. Майкъл Росбаш е роден в Канзас Сити и също работи в университета Brandeis Майкъл Йънг е роден през 1945 г. в Маями и работи в университета Рокфелер в Ню Йорк. Йорк .

Как работи биологичният часовник на тялото. Защо беше присъдена Нобеловата награда за медицина през 2017 г.?

Уебсайт на Джефри Хол, Майкъл Розбаш и Майкъл Йънг

Трима американски учени си поделиха най-високото научно отличие за изследване на механизма на вътрешните часовници в живите организми

Животът на Земята е адаптиран към въртенето на нашата планета около Слънцето. От много години знаем за съществуването в живите организми, включително хората, на биологични часовници, които помагат да се предвиди и адаптира към циркадния ритъм. Но как точно работи този часовник? Американски генетици и хронобиолози успяха да надникнат в този механизъм и да хвърлят светлина върху скритите му действия. Техните открития обясняват как растенията, животните и хората адаптират своите биологични ритми, за да се синхронизират с ежедневния цикъл на въртене на Земята.

Използвайки плодови мушици като тестови организми, носителите на Нобелова награда за 2017 г. изолираха ген, който контролира нормалния циркаден ритъм на живите същества. Те също така показаха как този ген кодира протеин, който се натрупва в клетката през нощта и се разгражда през деня, като по този начин я принуждава да поддържа този ритъм. Впоследствие те идентифицираха допълнителни протеинови компоненти, които контролират самоподдържащия се часовников механизъм вътре в клетката. И сега знаем, че биологичният часовник функционира на същия принцип както в отделните клетки, така и в многоклетъчните организми, като хората.

Благодарение на изключителна прецизност, нашият вътрешен часовник адаптира нашата физиология към толкова различни фази на деня - сутрин, следобед, вечер и нощ. Този часовник регулира важни функции като поведение, хормонални нива, сън, телесна температура и метаболизъм. Нашето благосъстояние страда, когато външната среда и вътрешният часовник не са синхронизирани. Пример за това е т. нар. джет лаг, който се среща при пътници, които се местят от една часова зона в друга и след това дълго време не могат да се адаптират към смяната на деня и нощта. Те спят през деня и не могат да спят по тъмно. Днес също има много доказателства, че хроничното несъответствие между начина на живот и естествените биоритми увеличава риска от различни заболявания.

Нашият вътрешен часовник не може да бъде излъган

Експеримент на Нобеловия комитет на Жан-Жак д'Ортоа дьо Майран

Повечето живи организми ясно се адаптират към ежедневните промени в околната среда. Един от първите, които доказват наличието на тази адаптация още през 18 век, е френският астроном Жан-Жак д'Ортоа дьо Майран.Той наблюдава храст мимоза и открива, че листата му се обръщат, за да следват слънцето през деня и се затварят залез. Ученият се чудеше какво би се случило, ако растението се окаже в постоянна тъмнина? След като извърши прост експеримент, изследователят откри, че независимо от наличието на слънчева светлина, листата на експерименталната мимоза продължават да правят обичайните си ежедневни движения Както се оказа, растенията имат свой собствен вътрешен часовник.

По-нови изследвания показват, че не само растенията, но и животните и хората са подчинени на биологичен часовник, който помага да коригираме физиологията си към ежедневните промени. Тази адаптация се нарича циркаден ритъм. Терминът произлиза от латинските думи circa - "около" и dies - "ден". Но как точно работи този биологичен часовник дълго време остава загадка.

Откриването на "часовниковия ген"

През 70-те години на миналия век американският физик, биолог и психогенетик Сиймор Бензер, заедно със своя ученик Роналд Конопка, изследват дали е възможно да се изолират гени, които контролират циркадния ритъм при плодовите мушици. Учените успяха да покажат, че мутациите в непознат за тях ген нарушават този ритъм при експерименталните насекоми. Нарекоха го период ген. Но как този ген е повлиял на циркадния ритъм?

Носителите на Нобелова награда за 2017 г. също проведоха експерименти с плодови мухи. Тяхната цел беше да открият механизма на вътрешния часовник. През 1984 г. Джефри Хол и Майкъл Розбаш, които работят в тясно сътрудничество в университета Брандейс в Бостън, и Майкъл Йънг от университета Рокфелер в Ню Йорк, успешно изолират гена period. След това Хол и Розбаш откриха, че PER протеинът, кодиран от този ген, се натрупва в клетките през нощта и се унищожава през деня. По този начин нивото на този протеин варира в рамките на 24-часов цикъл в синхрон с циркадния ритъм. Открито е "махалото" на вътрешния клетъчен часовник.

Саморегулиращ се часовников механизъм

Опростена диаграма на работата на протеините в клетката, които регулират циркадния ритъм Нобелов комитет

Следващата ключова цел беше да се разбере как тези циркадни колебания могат да възникнат и да се поддържат. Хол и Розбаш предполагат, че PER протеинът блокира активността на периодичния ген по време на дневния цикъл. Те вярват, че чрез инхибиторна обратна връзка протеинът PER може периодично да инхибира собствения си синтез и по този начин да регулира нивата си в непрекъснат цикличен ритъм.

За изграждането на този любопитен модел липсваха само няколко елемента. За да блокира активността на периодичен ген, протеинът PER, произведен в цитоплазмата, трябва да достигне до клетъчното ядро, където се съдържа генетичният материал. Експериментите на Хол и Розбаш показват, че този протеин всъщност се натрупва в ядрото през нощта. Но как стига до там? Този въпрос беше отговорен през 1994 г. от Майкъл Йънг, който откри втория ключов „ген на часовника“, който кодира протеина TIM, необходим за поддържане на нормален циркаден ритъм. В проста и елегантна работа той показа, че когато TIM е свързан с PER, двата протеина са в състояние да навлязат в клетъчното ядро, където всъщност блокират периодичния ген да работи, за да затвори инхибиторната обратна връзка.

Този регулаторен механизъм обяснява как възниква тази флуктуация в нивата на клетъчния протеин, но не отговаря на всички въпроси. Например, беше необходимо да се установи какво контролира честотата на дневните колебания. За да реши този проблем, Майкъл Йънг изолира друг ген, кодиращ протеина DBT, който забавя натрупването на протеина PER. По този начин беше възможно да се разбере как това колебание се регулира, за да съвпадне възможно най-близо с 24-часовия цикъл.

Тези открития, направени от днешните лауреати, са в основата на ключовите принципи на функционирането на биологичния часовник. Впоследствие бяха открити други молекулни компоненти на този механизъм. Те обясняват стабилността на работата му и принципа на работа. Например, Хол, Розбаш и Йънг откриха допълнителни протеини, необходими за активиране на гена на периода, както и механизъм, чрез който дневната светлина синхронизира часовника на тялото.

Влиянието на циркадните ритми върху човешкия живот

Нобелов комитет за човешкия циркаден ритъм

Биологичният часовник участва в много аспекти на нашата сложна физиология. Сега знаем, че всички многоклетъчни организми, включително хората, използват подобни механизми за контрол на циркадните ритми. Повечето от нашите гени се регулират от биологичния часовник, така че внимателно настроеният циркаден ритъм адаптира нашата физиология към различните фази на деня. Благодарение на основополагащата работа на днешните трима носители на Нобелова награда, циркадната биология се превърна в широка и динамична област на изследване, изследваща въздействието на циркадните ритми върху нашето здраве и благополучие. И получихме още едно потвърждение, че все пак е по-добре да спиш през нощта, дори и да си заклет нощна сова. По-здравословно е.

справка

Джефри Хол– роден през 1945 г. в Ню Йорк, САЩ. Той получава докторска степен през 1971 г. от Вашингтонския университет (Сиатъл, Вашингтон). До 1973 г. той работи като професор в Калифорнийския технологичен институт (Пасадена, Калифорния). От 1974 г. работи в Brandeis University (Waltham, Масачузетс). През 2002 г. той започва да си сътрудничи с университета в Мейн.

Майкъл Розбаш– роден през 1944 г. в Канзас Сити, САЩ. Завършва докторантурата си в Масачузетския технологичен институт (Кеймбридж, Масачузетс). Следващите три години е докторант в Единбургския университет в Шотландия. От 1974 г. работи в Brandeis University (Waltham, Масачузетс).

Майкъл Йънг– роден през 1949 г. в Маями, САЩ. Завършва докторантурата си в Тексаския университет (Остин, Тексас) през 1975 г. До 1977 г. завършва постдокторантска степен в Станфордския университет (Пало Алто, Калифорния). През 1978 г. той се присъединява към преподавателите в университета Рокфелер в Ню Йорк.

Превод на материали от Кралската шведска академия на науките.