Нобелевка-2017: биоритмы и заморозка молекул
Информация только для медицинских и фармацевтических специалистов

Нобелевка-2017: биоритмы и заморозка молекул

Лауреатов Нобелевской премии в области физиологии или медицины и химии в этом году снова никто не угадал. Ни в одном из прогнозов – как от крупных аналитических агентств, так и от серьезных экспертов – даже не упоминались победившие темы. Между тем их значение трудно переоценить.

Гены «внутренних часов»

С темой физиологической Нобелевки сталкивался, без преувеличения, каждый человек. Кто-то встает раньше и относит себя к «жаворонкам», кто-то плодотворнее всего работает в полночь и примыкает к «совам». Летавшие на самолете через несколько часовых поясов прекрасно знакомы с таким явлением, как джет-лаг.


Биоритмы, отмеченные Нобелевским комитетом в этом году, называются циркадными или, если быть совсем корректным, циркадианными, поскольку термин происходит от латинского circa diem, то есть «вокруг дня». Впервые они были обнаружены у дрозофил еще в 1960-х годах. Достаточно быстро стало ясно, что ведущую роль в работе внутренних часов играют гены. Вот их-то и открыли лауреаты Нобелевки-2017.


Американские ученые Майкл Росбаш из Университета Брэндейса и Джеффри Холл из Университета штата Мэн в 1980-х предположили наличие обратной биологической связи между циркадным белком PER и геном period, который его кодировал. Майкл Янг из Рокфеллеровского университета в 1990-х уточнил, что для блокировки гена требуется еще один белок


Американские ученые Майкл Росбаш из Университета Брэндейса и Джеффри Холл из Университета штата Мэн в 1980-х предположили наличие обратной биологической связи между циркадным белком PER и геном period, который его кодировал. Майкл Янг из Рокфеллеровского университета в 1990-х уточнил, что для блокировки гена требуется еще один белок – TIM, работающий в паре с PER. Он же нашел второй важный ген – doubletime, кодирующий белок-отладчик DBT, благодаря которому мы, например, достаточно быстро адаптируемся к новому часовому поясу.

Зачем это нужно

Знание механизмов регуляции внутренних часов позволяет в перспективе создать генотерапевтические препараты для лечения инсомний или для снижения риска развития различных заболеваний у людей, которые трудятся в ночную смену.


Такие средства не помешают пилотам и стюардессам, регулярно работающим на дальних рейсах, а также профессиональным путешественникам. Многие знания о циркадных ритмах используются уже сегодня (рис.1).

Например, в стационарах принято вечернюю температуру измерять в 17–18 часов, когда она максимальна. «Скорая» отлично знает, что ишемические инсульты и инфаркты миокарда чаще случаются между 3 и 5 утра, когда артериальное давление и, следовательно, перфузия тканей кровью минимальны, а гипертонические кризы и геморрагические инсульты – между 7 и 9 утра. Ну а препараты мелатонина помогают справляться с джет-лагами и некоторыми видами нарушений сна.


Препараты мелатонина помогают справляться с джет-лагами и некоторыми видами нарушений сна

Заморозить – и увидеть

Изучать живые ткани под микроскопом – задача нетривиальная. Даже когда сами клетки стоят на месте, внутри них идут активные процессы перемещения вещества и органелл. При попытке зафиксировать изучаемый фрагмент химическим способом структура может нарушиться.


Лауреаты химической Нобелевки француз Жак Дюбоше из Университета Лозанны, американец немецкого происхождения Иоахим Франк из Университета Колумбии и шотландец Ричард Хендерсон из Кембриджского университета предложили уникальную технологию для рассматривания живых объектов под электронным микроскопом


С микроскопией высокого разрешения, например электронной, дела обстоят еще хуже, там слой ткани в образце должен быть максимально тонким. Крупные молекулы белков изучать в таких условиях было просто невозможно. Лауреаты химической Нобелевки француз Жак Дюбоше из Университета Лозанны, американец немецкого происхождения Иоахим Франк из Университета Колумбии и шотландец Ричард Хендерсон из Кембриджского университета предложили уникальную технологию для рассматривания живых объектов под электронным микроскопом. Если воздействовать на ткань жидким азотом, структуры не успевают разрушаться, кроме того, остекленевшая вода отлично отражает электроны и делает образец хорошо видимым. Разница в разрешении изображений, полученных традиционным способом и при помощи криоэлектронной микроскопии (КЭМ), хорошо видна на рис. 2.


Разница в разрешении изображений, полученных традиционным способом и при помощи криоэлектронной микроскопии (КЭМ), хорошо видна

Практическое применение

В фармакологии нобелевская методика применяется для оценки связывания потенциальных противомикробных препаратов с одной из традиционных мишеней – рибосомой бактериальной клетки. Также при помощи КЭМ открыта точная структура нескольких вирусов.


Алексей Водовозов

Журнал "Российские аптеки" №10, 2017

Вам могут понравиться другие статьи:

Новый год под прицелом ученых
Подробности
Новый год под прицелом ученых

Наука может изучить все, до чего дотянется. Рождественские и новогодние каникулы не исключение. Исследователи самых различных медицинских специальностей по-разному рассматривали влияние этих пр...

Подробнее
Идеальное тело
Подробности
Идеальное тело

Известно, что устранить отечность, вернуть тонус коже, уменьшить проявления целлюлита помогают лимфодренажные методики, такие как прессотерапия, электромиостимуляция, аппаратный или р...

Подробнее
Символ года 2022: усатый-полосатый
Подробности
Символ года 2022: усатый-полосатый

По китайскому календарю, ставшему невероятно популярным на просторах Старого и Нового Света, 2022 год станет годом Черного Водяного Тигра. По традиции мы рассказываем, как связа...

Подробнее
Праздник к нам приходит
Подробности
Праздник к нам приходит

Он врывается в наши города вместе с ароматами мандаринов, свежей хвои и имбирного печенья. И по давней традиции его встречают с радостью, украшая улицы и устраивая новогодние вечеринк...

Подробнее
Поздравляем коллег!
Подробности
Поздравляем коллег!

В конце декабря у всех очень напряженный график и одна большая проблема: нужно успеть выбрать и купить подарки для друзей и домашних. А руководителям – еще и подумать о коллективе. Как порадовать и...

Подробнее
В эфире масло
Подробности
В эфире масло

Парфюмеры ценят их за насыщенные ароматы, а косметологи – за способность тонизировать и подтягивать кожу. Если покупатель ищет средство с одновременным эффектом ароматерапии и&nb...

Подробнее
Если вы фармацевт, провизор, первостольник, специалист здравоохранения или медицинский работник наш журнал «Российские аптеки» для вас.