این سه دانشمند موفق شدند مکانیسم مولکولی که کنترل کننده چرخه شبانه روزی و ریتم طبیعی بدن است را کشف کنند. اکتشافات آنها توضیح می‌دهد که چگونه گیاهان، حیوانات و انسان ریتم بیولوژیکی خود را سازگار می‌کنند تا با تغییر فصل‌ها هماهنگ شوند. با مجله فناوری‌های توان‌افزا و پوشیدنی همراه باشید.

هر سه دانشمندی که برنده جایزه نوبل سال ۲۰۱۷ در فیزیولوژی یا پزشکی شدند، آمریکایی هستند و بر روی مگس‌های میوه کار می‌کنند. Michael Rosbash و Jeffrey C Hall در دانشگاه Brandeis برای جداسازی ژن دوره (period gene)، که کلید تنظیم ریتم طبیعی بدن است، همکاری داشتند. Rosbash هنوز هم در دانشگاه Brandeis است اما Hall در حال حاضر در دانشگاه Maine است. این ژن پروتئینی که شبانه تولید می‌شود و در طول روز تخریب می‌شود را کد گذاری می‌کند. سطوح مختلف این پروتئین بر چگونگی تطابق بدن با زمان‌های مختلف تأثیر می‌گذارد. سومین نفر، Michael Young از دانشگاه Rockefeller، به طور مستقل کار می‌کرد. او ژن بدون زمان (timeless gene) را کشف کرد. این ژن پروتئین‌های لازم برای توقف ژن دوره را تولید می‌کند.

بنابر گفته کمیته جایزه نوبل، این اکتشاف‌ها به ما اجازه می‌دهد تا نگاهی به ساعت بیولوژیکی خود داشته باشیم. در انسان‌ها، ریتم شبانه‌روزی با متابولیسم بدن و چرخه خواب مرتبط است. این موضوع در گیاهان نیز وجود دارد که بر میزان رشد محصولات کشاورزی تأثیر می‌گذارد. Rosbash سال ۲۰۱۴ در یک مصاحبه با مؤسسه پزشکی Howard Hughes گفت: «این ریتم شبانه روزی تقریباً روی هر بافتی در بدن انسان تأثیر دارد همچون خورشید که هرچیزی روی زمین را تحت تأثیر قرار می‌دهد».

این سه دانشمند جایزه حدود ۱٫۱ میلیون دلاری را به دست می‌آورند و مدال‌هایی دریافت می‌کنند که نام آنها رویش حک شده است. جایزه سال گذشته به Yoshinori Ohsumi برای پژوهش روی سلول‌هایی که از خود تغذیه می‌کنند، اهدا شد.

عملکرد ساعت درونی بدن انسان

این دانشمندان با استفاده از مگس‌های میوه، ژنی را شناسایی کردند که مسئول تولید پروتئینی است که در شب تجمع می‌یابد اما در روز ضعیف می‌شود. عدم تعادل در این ساعت ممکن است در اختلالات پزشکی و همچنین اختلال موقت ناشی از جت زدگی (بیخوابی و ناراحتی ناشی از مسافرت طولانی با هواپیما) که مسافران هنگام عبور از مناطق زمانی تجربه می‌کنند، نقش داشته باشد.

Erin O’Shea رییس مؤسسه پزشکی Howard Hughes کسی که ساعت شبانه روزی و طبیعی را با نوعی از باکتری‌های آبی مطالعه کرده است، توضیح می‌دهد: «این ژن‌ها مکانیسمی را تشکیل می‌دهند که می‌تواند زمان را ردیابی کند و این به آنها اجازه می‌دهد تا همانند ساعت‌ها چرخه خواب و بیداری را با تغییرات در چرخه نور و تاریکی هماهنگ کنند».

(از چپ به راست Michael Rosbash، Jeffrey C. Hall و Michael W. Young)

کارهای اولیه این سه نفر در سال ۱۹۸۴ اتفاق افتاد هنگامی که Hall و Rosbash با هم در دانشگاه Brandeis و Young در دانشگاه Rockefeller کار می‌کردند تا ژن دوره را شناسایی و ریتم روزانه مگس‌های میوه را کنترل می‌کند. Hall و Rosbash نشان دادند که سطح پروتئین کدگذاری شده توسط این ژن در یک چرخه ۲۴ ساعته تغییر می‌کند و در طول روز افزایش می‌یابد.

اما برای این تأثیر، پروتئین باید به مواد ژنتیکی هسته سلولی برسد و هیچ کس نمی‌توانست دریابد که چگونه خود را به آنجا می‌رساند. تا زمانی که Young، در سال ۱۹۹۴، ژن دوم را کشف کرد که اکنون بدون زمان نامیده می‌شود. وی نشان داد تنها زمانی که پروتئین تولید شده توسط ژن بدون زمان در مجاور با پروتئین ساخته شده توسط ژن دوره است، آنها قادر به وارد شدن به هسته سلول هستند.

اهمیت ریتم طبیعی بدن

کار این دانشمندان در درک ما از سلامت و پزشکی انسان بسیار مهم است. آلزایمر، افسردگی، اختلال کمبود توجه / بیش فعالی (ADHD)، بیماری‌های قلبی، چاقی، دیابت و سایر مسائل متابولیک از جمله شرایطی هستند که به نظر می‌رسد با ریتم‌های طبیعی بدن مرتبط می‌شوند.

Erol Fikrig، پژوهشگر دانشگاه Yale که در حال مطالعه روی زمان گزش حشرات و توانایی ما برای مبارزه با بیماری‌هایی همچون تب دنگی یا بیماری لایم (Lyme) است، توضیح داد که سیستم ایمنی ما نیز تحت تأثیر ریتم طبیعی بدن است که می‌تواند توانایی ما را برای مبارزه با عفونت تغییر دهد.

Amita Sehgal، یک دانشمند عصب شناسی در دانشگاه پنسیلوانیا است که در سال‌های ۱۹۸۸ تا ۱۹۹۳ در آزمایشگاه Young روی ژن‌های ساعت کار می‌کرد. وی گفت به لطف کار برندگان جایزه نوبل اکنون می‌دانیم که ساعت‌های شبانه روزی درون بدن در تمام اعضای بدن ما برای نمونه در کبد، در روده و در ریه وجود دارد و فیزیولوژی ما ریتمیک است. فشار خون و درجه حرارت بدن ما نیز در ساعت‌های مختلف شبانه روز افزایش و یا افت دارد.

بیشتر بخوانید:

>>جایزه نوبل شیمی امسال برای نانو ماشین هایی که کوچکتر از مولکول اند

منبع: theverge

«استفاده و بازنشر مطالب تنها با ذکر لینک منبع و نام (مجله فناوری‌های توان‌افزا و پوشیدنی) مجاز است»