НОБЕЛЬ ПО МЕДИЦИНЕ - 2017: МАЙКЛ РОСБАШ

Одним из трёх лауреатов Нобелевской премии по физиологии и медицине этого года объявлен Майкл Морис Росбаш, американский генетик и хронобиолог еврейского происхождения, профессор Брандейского университета в Бостоне. Премия вручена за исследования молекулярного механизма биологических часов (т.н. «циркадного ритма»). Ученым его группы удалось в 1980х-90х годах изолировать у дрозофил ген, который контролирует нормальный ежедневный биологический ритм, и выделить белок, концентрация которого колеблется в зависимости от времени суток. Вместе с двумя другими лауреатами Нобеля-2017 — Джеффри Холлом и Майклом Янгом — они «смогли заглянуть внутрь наших биологических часов и прояснить их внутреннюю работу», — говорится в пресс-релизе Нобелевского комитета (подробности — ниже).

Майкл Росбаш (Michael Morris Rosbash) родился 7 марта 1944 г. в Канзас-Сити в семье кантора, бежавшего в 1938 году от нацизма из Германии. Когда мальчику исполнилось два года, семья переехала в «научную столицу» США — Бостон. Поначалу Росбаш интересовался математикой, но став студентом и поработав в летней лаборатории известного биолога Нормана Дэвидсона, увлёкся биологией.

В 1965 году Майкл окончил Калифорнийский технологический институт (Caltech) по отделению химии, по обмену провёл год в Институте физико-химической биологии в Париже (построенном на грант Эдмона де Ротшильда), а в 1970 году получил степень доктора наук в Массачусетском технологическом институте (Бостон). Три года постдокторантуры он занимался генетикой в Эдинбургском университете в Шотландии, после чего в 1974 г. вернулся в Бостон, в Брандейский университет (созданный при участии Эйнштейна и поддерживаемый еврейской общиной).

Майкл Росбаш женат на своей коллеге Наде Абович, имеет падчерицу Полу и дочь Таню.

ГЛАВНЫЕ ОТКРЫТИЯ РОСБАША

1984: группа Росбаша клонировала «периодический» ген (period gen) мухи-дрозофилы.

1990: определена обратная отрицательная связь циркадных ритмов.

1998: обнаружены «часовой» и «циклический» гены и белок-криптохром дрозофилы.

1999: обнаружен нейрон, определяющий биоритм.

Подробности открытий Майкла Росбаша можно найти по-английски здесь: https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_Rosbash, а ниже предлагаем отрывок из статьи по-русски об истории и сути исследований биологических часов («циркадных ритмов»):

________________________

... В 1970-е годы Сеймур Бензер (тоже наш — адм.ЕПЧ) и Рональд Конопка из Калифорнийского технологического института обнаружили мух дрозофил с измененными циркадными ритмами, которые были или длиннее, или короче “стандарта”, а были и такие дрозофилы, у которых время покоя и активности имели случайную продолжительность, то есть циркадный ритм вовсе отсутствовал. Все эти отклонения передавались потомству, а значит, они были заложены генетически, в мутантных вариантах пока еще неизвестного гена.

Идентифицировать этот ген смогли в 1984 году Джеффри Холл и Майкл Росбаш, работавшие в Университете Брандейса в Бостоне и Майкл Янг из Университета Нью-Йорка. Он получил название period (per). Затем Холл и Росбаш определили белок (PER), кодируемый этим геном. Они предположили, что природа ритмов заключается в механизме отрицательной обратной связи: чем выше возрастает концентрация белка в клетке, тем меньше он синтезируется. Белок накапливался в организме ночью и разрушался в течение дня. Уменьшение концентрации вновь запускали механизм его синтеза, и процесс повторялся день за днем.

Ученые рассмотрели также две мутации этого гена, получившие обозначения pers и perl. При первой мутации период изменений в концентрации белка становился короче, при второй длиннее. То есть «биологические часы» дрозофил с этими мутациями начинали спешить или отставать. Соответствующие изменения в концентрации белка PER коррелировали с уровнем двигательной активности у дрозофилы.

Оставался непонятным важный момент: белок PER, как и положено белку, синтезируется на рибосомах, а чтобы повлиять на активность собственного гена и затормозить его, белку надо было как-то проникнуть в клеточное ядро. В 1994 году Майкл Янг нашел еще один ген дрозофил, котором дал название timeless. Данный ген кодирует белок TIM. Янгу и его коллегам удалось доказать, что белок TIM связывается с белком PER, образуя комплекс, который биохимики называют гетеродимером, и вместе они становятся способны попасть в клеточное ядро, чтобы приостановить активность гена period.

В дальнейшем исследования генетической основы циркадных ритмов были продолжены, и ученым удалось выяснить, как именно происходит торможение работы гена period. В лаборатории Росбаша и Холла были исследованы еще два гена дрозофил, связанных с циркадными ритмами, названные cycle и clock. Белки, кодируемые этими генами, служат факторами транскрипции для генов period и timeless, то есть влияют на синтез матричной РНК этих генов. Как оказалось, гетеродимер белков PER и TIM, проникая в клеточное ядро, воздействует именно на гены cycle и clock, приостанавливая синтез их матричной РНК, а опосредованно – и собственный синтез. Концентрации белков PER и TIM после этого снижаются, их гетеродимера производится меньше, он уже не выключает гены cycle и clock, их белки снова подстегивают работу генов period и timeless – процесс повторяется по кругу.

Ген cryptochrome, открытый Росбашем и его коллегами, и белок этого гена (CRY) отвечают за своевременное разрушение белков PER и TIM. Концентрация PER и TIM падает на свету и возрастает вечером и ночью. Это связано с тем, что белок CRY чувствителен к световым волнам в голубой части спектра и днем активнее вступает в реакцию с белком TIM, вызывая его распад. Это ускоряет и распад белка PER, так как без белка TIM он куда менее стабилен. Еще один ген, открытый Янгом, doubletime, кодировал белок DBT, который ускорял распад белка PER, присоединяя к его молекуле фосфатную группу. Гены cryptochrome и doubletime и их белки влияют на частоту колебаний ритма, делая ее близкой к 24 часам.

Затем аналогичные гены были открыты и у млекопитающих. В результате всех этих исследований была сформирована модель транскрипционно-трансляционной осцилляции, то есть ритмически изменяющейся экспрессии генов, лежащая в основе «биологических часов».

© М.Руссо, polit.ru// комп. и пер.: мр.Ш.

Источник: en.wikipedia.org

Комментарии: