Альфред Нобель оставил завещание, которым он официально подтвердил своё желание вложить все свои сбережения (в районе 33 233 792 шведских крон) в рост и поддержку науки. По сути дела, это и явилось главным катализатором XX-ого столетия, какой способствовал продвижению современных технических гипотез.
У Альфреда Нобеля был план, невероятный план, о коем стало известно лишь затем, как в январе 1897 г. вскрыли его завещание. I-я доля содержала обычные для такого случая распоряжения. Однако после таких параграфов шли иные, в которых говорилось:
"Всё моё недвижимое и движимое имущество должно быть переведено моими душеприказчиками в ликвидные ценности, а собранный т.о. капитал должен быть помещён в надёжный банк. Эти средства будут принадлежать фонду, какой каждый год станет выдавать доходы от них в виде премии тем, кто за прошедший г. внёс самый значительный вклад в науку, литературу или дело мира и чья деятельность принесла самую большую пользу человечеству.. Премии за достижения в области химии и физики обязаны вручаться Шведской академией наук, премия за достижение в области физиологии и медицины - Каролинским институтом, премия в области литературы - Стокгольмской академией, премии за вклад в дело мира - комиссией из 5 человек, назначаемой стортингомНорвегии. Моя итоговая воля заключается тоже в том, что премии обязаны присуждаться наиболее достойным кандидатам независимо от того, являются они скандинавами или нет. Париж, 27 нояб. 1895 г."
Администраторы институтов избираются некоторыми организациями. Любой член администрации держится в тайне вплоть прежде обсуждения. Он может принадлежать к любой национальности. В общей сложности администраторов Нобелевской премии 15, по 3 на каждую премию. Они назначают административный совет. Президент и вице-президент этого совета назначаются королём Швеции соответственно.
Любой, кто предложит собственную кандидатуру, дисквалифицируется.
Кандидатуру в собственной области может предложить лауреат премии за прежние годы, организация, ответственная за вручение премии, и тот, кто выдвигает на премию объективно. Президенты академий, литературные и научные сообщества, отдельные международные парламентские организации, изобретатели работающие в больших университетах, и даже члены правительств также имеют право предложить собственного кандидата. Тут, хотя, стоит проверить: предлагать собственного кандидата имеют возможность только известные люди и большие организации. Важно, чтоб кандидат не имел к ним никакого отношения.
Эти организации, которые имеют возможность показаться чересчур жёсткими, являются прекрасным свидетельством того недоверия, которое испытывал Нобель к человеческим слабостям.
Статус Нобеля, включающее имущество на более чем тридцать млн. крон, было разделено на 2 доли. I-я - 28 млн. крон - стала главным фондом премии. На оставшиеся денежные средства для Нобелевского фонда было приобретено сооружение, в коем он прежде сих пор располагается, к тому же, из таких денег были выделены средства в организационные фонды любой премии и суммы на расходы для организаций, входящих в состав Нобелевского совета.
С 1958 г. Нобелевский фонд вкладывает денежные средства в облигации, недвижимость и акции. Существуют определённые ограничения на инвестиции за границей. Эти реформы были вызваны необходимостью защитить капитал от инфляции.Ясно, что в наше времени это означает многое.
Давайте разберём несколько интересных примеров вручения премии за всю её историю.
Александер ФЛЕМИНГ. Нобелевская премия по физиологии и медицине,1945г.
Александер Флеминг удостоен премии за изобретение, Penicilinum и его целебного влияния при разных инфекционных болезнях. Счастливая случайность - изобретение Флемингом Penicilinum - явилась результатом стечения ряда обстоятельств, настолько невероятных, что в них практически нереально поверить, а пресса заполучила сенсационную историю, способную, сразить воображение каждого человека. По-моему он принёс неоценимый вклад (да я думаю все со мной согласятся по поводу того, что подобные изобретатели, как Флеминг никогда не будут забыты, а их открытия будут постоянно незримо защищать нас). Мы все знаем, что роль пеницилина в медицине тяжело переоценить. Этот препарат спас жизни многих людей (в частности и на войне, где от инфекционных болезней умирали тыс. человек).
Хоуард У. ФЛОРИ. Нобелевская премия по физиологии и медицине, 1945 г.
Хоуард Флори взял премию за изобретение Penicilinum и его целебного влияния при разных инфекционных болезнях. Открытый Флемингом пенициллин отличался химической нестабильностью и мог быть получен только в некрупных количествах. Флори возглавил изыскания по изучению препарата.Наладил изготовление Penicilinum в США, благодаря большим ассигнованиям выделенным для реализации проекта.
Илья МЕЧНИКОВ. Нобелевская премия по физиологии и медицине, 1908 г.
Российский физик Илья Мечников был удостоен премии за труды по иммунитету.Максимально важный вклад Мечникова в науку носил методологический характер: задача ученого заключалась в том, чтоб исследовать "иммунитет при инфекционных заболеваниях с позиций клеточной физиологии". Имя Мечникова связано с распространенным коммерческим методом производства кефира. Естественно велико и весьма полезно изобретение М., он собственными трудами заложил основы множества дальнейших открытий.
Иван ПАВЛОВ. Нобелевская премия по физиологии и медицине, 1904 г.
Иван Павлов удостоен премии за работу по физиологии пищеварения.Опыты, касающиеся пищеварительной системы, привели к открытию условных рефлексов. Мастерство Павлова в хирургии было непревзойденным. Он так неплохо владел обеими руками, что никогда не было известно, который рукой он станет действовать в следующий миг.
Камилло ГОЛЬДЖИ. Нобелевская премия по физиологии и медицине, 1906 г.
В знак признания трудов о структуре нервной системы Камилло Гольджи удостоен премии. Гольджи классифицировал типы нейронов и сделал немало открытий о строении конкретных клеток и нервной системы в целом. ПриборГольджи, тонкая сеть из переплетенных нитей внутри нервных клеток, признан и принято считать, что он принимает участие в модификации и секреции белков. Этого уникального учёного знают все, кто изучал структуру клетки. В частности и я и весь наш класс.
Георг БЕКЕШИ. Нобелевская премия по физиологии и медицине, 1961 г.
Ученый Георг Бекеши изучал мебраны телефонных аппаратов, которые искажали звуковые вибрации в отличие от барабанной перепонки уха. В коммуникации с этим начал изучать физические характеристики органов слуха. Воссоздал полную картину биомеханики улитки, нынешние отохирурги получили возможность вживлять искусственные барабанные перепонки и слуховые косточки. Эта работаБекеши отмечена премией.Эти отккрытия становятся в особенности актуальными в наше времени, когда компьютерные технологии развились прежде невероятных масштабов и сложность вживления переходит на качественно другой уровень.Он собственными открытиями дал возможность вновь слышать многим людям.
Эмиль фон БЕРИНГ. Нобелевская премия по физиологии и медицине, 1901 г.
За работу по сывороточной терапии, по большей части за ее распространение при лечении дифтерии, что открыло новые пути в медицинской науке и дало в руки врачей победоносное оружие против болезни и смерти Эмиль фон Беринг удостоен премии. В процессе I-ой мировой войны созданная Берингом противостолбнячная вакцина сохранила существование многим немецким солдатам.Естественно это были только азы медицины. Однако никто, наверно, не сомневается, что это изобретение дало немало для развития медицины и для целого человечества вцелом. Его имя навсегда останется запечатлено в истории человечества.
Джордж У. БИДЛ. Нобелевская премия по физиологии и медицине, 1958 г.
Джордж Бидл взял премию за открытия, касающиеся качестве генов в особенных биохимических процессах. Эесперименты доказали, что определенные гены отвечают за синтез особенных клеточных веществ. Лабораторные методы, которые изобрели Джордж Бидл и Эдуард Тейтем, стали полезными для увеличения фармакологического изготовления пеницилина- важного в-ва образуемого специальными грибками. Все, наверно, знают о существовании вышеупомянутого пеницилина,о его значении, потому роль открытия таких изобретателей неоценима в сегодняшнем обществе.
Жюль БОРДЕ. Нобелевская премия по физиологии и медицине, 1919 г.
Жюль Борде награждён премией за открытия, связанные с иммунитетом.Изыскания Борде бактерии коклюша привели к первому сообщению об антигенной вариабельности микробов. Этот феномен обладает существенное медицинское значение, так как болезнетворные микроорганизмы (в особенности вирус гриппа), которые способны изменять собственную антигенную структуру, могут быть резистентными к антителам и вакцинам.
Зельман А. ВАКСМАН. Нобелевская премия по физиологии и медицине,1952 г.
За изобретение стрептомицина, I-го антибиотика, эффективного при лечении туберкулеза, Зельман Ваксман был удостоен премии. Ваксмана называли величайшим благодетелем человечества, так как прежде приобретения стрептомицина туберкулёз не лечился. Феноменальное повышение количества таких лекарственных средств является в существенной степени результатом программ, созданных усилиями Ваксмана. Вот какое большое значение имели его открытия!
Отто ВАРБУРГ. Нобелевская премия по физиологии и медицине, 1931 г.
Отто Варбург удостоен премии за изобретение природы и устройства действия дыхательного фермента. Это изобретение было I-ой демонстрацией эффективного катализатора, фермента, в живом организме; эта идентификация важна, так как она проливает свет на основной ход поддержания жизни. Занимался изучением этиологии рака. Подобные фундаментальные открытия, без сомнений, имеют огромнейшее значение в истории развития живых существ на Земле.
Джон Р. ВЕЙН. Нобелевская премия по физиологии и медицине, 1982 г.
Джон Вейн награждён премией за открытия, касающиеся простагландинов и сходных биологически активных веществ. Простагландины используются в разных клинических случаях, включая предотвращение тромбообразования в аппаратах, используемых для сохранения кровообращения в ходе операций на открытом сердце, и защиту миокарда от повреждения в ходе приступов стенокардии. Эта тема стала актуальной в наше времени в частности и благодаря первым лицам нашего государства. Потому я принял решение упомянуть и это изобретение, как одно из наиболее важных и интересных.
Дэниел Карлтон Гайдузек взял премию за открытия новых механизмов происхождения и распространения инфекционных болезней. Его изыскания привели к распознаванию новой категории человеческих заболеваний, вызываемых уникальными болезнетворными агентами - инфекционными белками. Мелкие белковые тяжи, обнаруженные в инфицированном медленными вирусами головном мозге, как полагают, и являются причиной болезни.
Кристиан Де ДЮВ.
Кристиан Де Дюв награждён премией за открытия, касающиеся функциональной и структурной организации клетки. Де Дюву принадлежит изобретение новых органелл - лизосом, в которых содержатся многие ферменты, принимающие участие во внутриклеточном переваривании питательных веществ. Продолжает вести работу над получением веществ, повышающих э Макс Дельбрюк за открытия, касающиеся устройства репликации и генетической структуры вирусов. Дельбрюк выявил возможность обмена генетической информацией м/у 2-мя разными линиями бактериофагов (вирусов, поражающих бактериальные клетки), если 1 и та же бактериальная клетка инфицируется несколькими бактериофагами. Этот феномен, названый генетической рекомбинацией, был первым экспериментальным доказательством рекомбинации ДНК в вирусах.
Эдуард ДОЙЗИ. Нобелевская премия по физиологии и медицине, 1943 г.
За изобретение химической структуры витамина К Эдуард Дойзи удостоен премии. Витамин К необходим для синтеза протромбина, фактора свертывания крови.Введение витамина спасло существование множества людей, включая больных с закупоркой желчных протоков, которые прежде использования витамина К нередко погибали от кровотечения в ходе операции. ффективность и снижающих побочные проявления лекарственных средств, применяемых для химиотерапии лейкозов.
Герхард ДОМАГК. Нобелевская премия по физиологии и медицине, 1939 г.
Герхард Домагк взял премию за изобретение антибактериального эффекта пронтозила. Появление пронтозила, I-го из так называемых сульфаниламидных препаратов, было одним из величайших терапевтических успехов в истории медицины. Уже ч/з г. было сделано более тыс. сульфаниламидных препаратов. 2 из них, сульфапиридин и сульфатиазол, снижали смертность от пневмонии почти прежде нуля.
Ренато ДУЛЬБЕККО.
Ренато Дульбекко награждён премией за изыскания, касающиеся взаимодействия м/у опухолевыми вирусами и генетическим материалом клетки.Изобретение предоставило астрономом средство идентификации злокачественных опухолей человека, вызванных опухолевыми вирусами. Дульбекко обнаружил, что опухолевые клетки трансформируются опухолевыми вирусами так, что начинают неограниченно делиться; этот ход он нарек клеточной трансформацией.
Нильс К. ЕРНЕ. Нобелевская премия по физиологии и медицине 1984 г.
Лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине 1984 года «За теории относительно специфичности в развитии и контроле иммунной системы и открытие принципа продукции моноклональных антител».
Франсуа ЖАКОБ. Нобелевская премия по физиологии и медицине, 1965 г.
Франсуа Жакоб удостоен премии за открытия, касающиеся генетического контроля синтеза ферментов и вирусов. Работа продемонстрировала, как структурная информация, записанная в генах, управляет химическими процессами. Жакоб положил старт молекулярной биологии, в Коллеж де Франс для него была изобретена кафедра клеточной генетики.
Алексис КАРРЕЛЬ. Нобелевская премия по физиологии и медицине, 1912 г.
За признание работы по сосудистому шву и трансплантации кровеносных сосудов и органов Алексис Каррель был награждён премией. Такая аутотрансплантация сосудов - основа многочисленных важных операций, выполняемых сейчас; к примеру, при операции коронарного шунтирования.
Георг КЁЛЕР. Нобелевская премия по физиологии и медицине, 1984 г.
Георг Кёлер взял премию совместно с Сезаром Мильштейном за изобретение и разработку принципов выработки моноклональных антител при помощи гибридом.Моноклональные антитела применялись для лечения лейкозов, гепатита В и стрептококковых инфекций. Они сыграли тоже важную роль в выявлении случаевСПИДА.
Эдуард КЕНДАЛЛ. Нобелевская премия по физиологии и медицине, 1950 г.
Эдуард Кендалл удостоен премии за открытия, касающиеся гормонов коры надпочечников, их структуры и биологических эффектов. Выделенный Кендаллом гормон кортизон оказывает эксклюзивный эффект при лечении ревматоидного артрита, ревматизма, бронхиальной астмы и сенной лихорадки, и при лечении аллергических болезней.
Альбер КЛОД. Нобелевская премия по физиологии и медицине, 1974 г.
Альберу Клоду премия присуждена за открытия, касающиеся функциональной и структурной организации клетки. Клод обнаружил "новый мир" микроскопической анатомии клетки, описал основные принципы клеточного фракционирования и структуры клеток, исследованных при помощи электронной микроскопии.
Xap Гобинд КОРАНА. Нобелевская премия по физиологии и медицине,1968 г.
За расшифровку генетического кода и его качестве в синтезе белков Хар ГобиндКорана удостоен премии. Синтез нуклеиновых кислот, осуществленный К., является необходимым условием для окончательного решения сложности генетического кода. Корана изучил механизм переноса генетической информации, благодаря которому аминокислоты включаются в белковую цепь в необходимой последовательности.
Аллан КОРМАК. Нобелевская премия по физиологии и медицине, 1979 г.
За разработку компьютерной томографии Аллан Кормак награждён премией.Томограф четко отличает мягкие ткани от тканей, их окружающих, даже если разница в поглощении лучей весьма невелика. Потому инструмент позволяет определить здоровые участки тела и пораженные. Это высокой шаг вперед в сравнении с иными методиками приобретения рентгеновских иллюстраций.
Артур КОРНБЕРГ. Нобелевская премия по физиологии и медицине, 1959 г.
Артур Корнберг удостоен премии за изобретение механизмов биологического синтеза дезоксирибонуклеиновой и рибонуклеиновой кислот. Работы Корнберга открыли новые направления не только лишь в биохимии и генетике, но еще и в лечении наследственных болезней и рака. Они стали базой для наработки методов и направлений репликации генетического материала клетки.
Роберт КОХ. Нобелевская премия по физиологии и медицине, 1905 г.
Роберт Кох удостоен премии за изыскания и открытия, касающиеся лечения туберкулеза. Величайшего триумфа Кох достиг, когда смог выделить бактерию, вызывающую туберкулез. В то времени это заболевание было одной из основных причин смертности.
Шарль ЛАВЕРАН. Нобелевская премия по физиологии и медицине, 1907 г.
Карл ЛАНДШТЕЙНЕР. Нобелевская премия по физиологии и медицине, 1930 г.
Карл Ландштейнер удостоен премии за изобретение групп крови человека. С группой изобретателей Л. описал еще 1 фактор крови человека - так называемый резус. Ландштейнер обосновал гипотезу серологической идентификации, еще не зная, что группы крови наследуются. Генетические методы Ландштейнера применяются и по сегодняшний день в экспертизах по установлению отцовства.
Стенли КОЭН. Нобелевская премия по физиологии и медицине, 1986 г.
Стенли Коэн удостоен премии в знак признания открытий, имеющих важнейшее значение для раскрытия механизмов регуляции роста клеток и органов. Коэн обнаружил эпидермальный фактор роста (ЭФР), стимулирующий развитие множества типов клеток и усиливающий ряд биологических процессов. ЭФР может отыскать распространение при пересадке кожи и лечении опухолей.
Рита ЛЕВИ-МОНТАЛЬЧИНИ. Нобелевская премия по физиологии и медицине,1986 г.
В знак признания открытий, имеющих фундаментальное значение для понимания механизмов регуляции роста клеток и органов, Рита Леви-Монтальчини была удостоена премии. Леви-Монтальчини открыла фактор роста нервной ткани (ФРНТ), какой применяют для восстановления поврежденных нервов. Изыскания показали, что именно нарушениями в регуляции факторов роста вызывается возникновение рака.
Джордж Р. МАЙНОТ. Нобелевская премия по физиологии и медицине, 1934 г.
Джордж Майнот награждён премией за открытия, связанные с применением печени в лечении анемии. Майнот установил, что при анемии наилучшее терапевтическое действие оказывает потребление печени. Позже было установлено, что причиной злокачественной анемии является недостаток витамина В12, содержащегося в печени. Открыв функцию печени, раньше неизвестную науке, Майнот придумал новый способ лечения анемии.
Джон Дж. Р. МАКЛЕОД. Нобелевская премия по физиологии и медицине,1923 г.
За изобретение инсулина Джон Маклеод взял премию совместно с ФредерикомБантингом. Маклеод применял все вероятности собственной кафедры, чтоб добиться приобретения и очистки крупных количеств инсулина. Благодаря Маклеоду в скором времени было налажено коммерческое изготовление. Результатом его исследований стала книга "Инсулин и его распространение при диабете".
Герман Дж. МЁЛЛЕР. Нобелевская премия по физиологии и медицине,1946 г.
Герман Мёллер удостоен премии за изобретение создания мутаций под влиянием рентгеновского облучения. Изобретение, по которому наследственность и эволюция имеют возможность преднамеренно изменяться в лабораторных условиях, с появлением атомного оружия приобретало страшное и новое значение. Мёллер убеждал в потребности запрещения ядерных испытаний.
Томас Хант МОРГАН. Нобелевская премия по физиологии и медицине,1933 г.
Томас Хант Морган награждён премией за открытия, связанные с ролью хромосом в наследственности. Представление о том, что гены локализуются в хромосоме в специфической линейной последовательности и, дальше, что основу сцепления составляет близость 2-х генов на хромосоме, возможно отнести к числу главных достижений генетической гипотезе.
Шарль НИКОЛЬ. Нобелевская премия по физиологии и медицине, 1928 г.
Шарль Николь награждён премией за установление передатчика сыпного тифа - платяной вши. Изобретение не содержало новых принципов, однако имело большое практическое значение. В ходе I-ой мировой войны проводили санитарную обработку военнослужащих для удаления вшей у любого идущего в окопы или возвращающегося из них. В итоге серьезно сократились утраты от сыпного тифа.
Роджер СПЕРРИ. Нобелевская премия по физиологии и медицине, 1981 г.
Роджер Сперри за открытия, касающиеся функциональной специализации полушарий головного мозга, был удостоен премии. Изыскания показали, что левое и правое полушария выполняют разные познавательные функции. ЭеспериментыСперри по большей части изменили подходы к изучению познавательных процессов и отыскали существенное распространение в диагностике и лечении заболеваний нервной системы.
Хоуард М. ТЕМИН. Нобелевская премия по физиологии и медицине, 1975 г.
Хоуард Темин награждён премией за открытия, касающиеся взаимодействия м/у опухолевыми вирусами и генетическим материалом клетки. Темин обнаружил вирусы, обладающие активностью обратной транскриптазы и существующие как провирусы в ДНК клеток животных. Эти ретровирусы вызывают разные заболевания, включая СПИД, кое-какие формы рака и гепатит.
Первая нобелевская премия 2017 года, которую традиционно вручают за достижения в области физиологии и медицины, досталась американским ученым за открытие молекулярного механизма, обеспечивающего все живые существа собственными «биологическими часами». Это тот случай, когда о значимости научных достижений, отмеченных самой престижной премией, может судить буквально каждый: нет человека, который не был бы знаком со сменой ритмов сна и бодрствования. О том, как устроены эти часы и как удалось разобраться в их механизме, читайте в нашем материале.
В прошлом году Нобелевский комитет премии по физиологии и медицине удивил общественность - на фоне повышенного интереса к CRISPR/Cas и онкоиммунологии награду за глубоко фундаментальную работу, сделанную методами классической генетики на пекарских дрожжах. В этот раз комитет снова не пошел на поводу у моды и отметил фундаментальную работу, выполненную на еще более классическом генетическом объекте - дрозофиле. Лауреаты премии Джеффри Холл, Майкл Росбаш и Майкл Янг, работая с мушками, описали молекулярный механизм, лежащий в основании циркадных ритмов - одной из важнейших адаптаций биологических существ к жизни на планете Земля.
Что такое биологические часы?
Циркадные ритмы - результат работы циркадных, или биологических часов. Биологические часы - это не метафора, а цепочка белков и генов, которая замкнута по принципу обратной отрицательной связи и совершает суточные колебания с циклом примерно в 24 часа - в соответствии с продолжительностью земных суток. Эта цепочка довольно консервативна у животных, а принцип устройства часов одинаков у всех живых организмов - у которых они есть. В настоящее время достоверно известно о наличии внутреннего осциллятора у животных, растений, грибов и цианобактерий , хотя у других бактерий тоже обнаруживаются некие ритмические колебания биохимических показателей. К примеру, наличие суточных ритмов предполагается у бактерий, которые формируют микробиом кишечника человека - регулируются они, по всей видимости, метаболитами хозяина.
У подавляющего большинства наземных организмов биологические
часы регулируются светом - поэтому они заставляют нас спать ночью, а
бодрствовать и принимать пищу днем. При смене светового режима (к примеру, в
результате трансатлантического перелета) они подстраиваются под новый режим. У
современного человека, который живет в условиях круглосуточного искусственного
освещения, циркадные ритмы нередко нарушаются. По данным специалистов из
Национальной токсикологической программы США, смещенный на вечернее и ночное
время рабочий график чреват для людей серьезным риском для здоровья. Среди нарушений,
связанных со сбоем циркадных ритмов, - расстройства сна и пищевого поведения, депрессия,
ухудшение иммунитета, повышенная вероятность развития сердечно-сосудистых
заболеваний, рака, ожирения и диабета.
Суточный цикл человека: фаза бодрствования начинается с рассветом, когда в организме происходит выброс гормона кортизола. Следствием этого является повышение кровяного давления и высокая концентрация внимания. Лучшая координинация движений и время реакции наблюдаются днем. К вечеру происходит небольшое увеличение температуры тела и давления. Переход к фазе сна регулируется выбросом гормона мелатонина, причиной которого является естественное снижение освещенности. После полуночи в норме наступает фаза самого глубокого сна. За ночь температура тела снижается и к утру достигает минимального значения.
Рассмотрим подробнее устройство биологических часов у млекопитающих. Высший командный центр, или «мастер-часы», расположен в супрахиазматическом ядре гипоталамуса. Информация об освещенности поступает туда через глаза - сетчатка содержит специальные клетки, которые напрямую сообщаются с супрахиазматическим ядром. Нейроны этого ядра отдают команды остальным частям мозга, к примеру, регулируют выработку эпифизом «гормона сна» мелатонина. Несмотря на наличие единого командного центра, собственные часы есть в каждой клетке организма. «Мастер-часы» как раз и нужны для того, чтобы синхронизировать или перенастраивать периферические часы.
Принципиальная схема суточного цикла животных (слева) состоит из фаз сна и бодрствования, совпадающей с фазой питания. Справа показано, как этот цикл реализуется на молекулярном уровне - путем обратной отрицательной регуляции clock-генов
Takahashi JS / Nat Rev Genet. 2017
Ключевыми шестеренками в часах являются активаторы транскрипции CLOCK и BMAL1 и репрессоры PER (от period ) и CRY (от cryptochrome ). Пара CLOCK-BMAL1 активирует экспрессию генов, кодирующих PER (которых у человека три) и CRY (которых у человека два). Происходит это днем и соответствует состоянию бодрствования организма. К вечеру в клетке накапливаются белки PER и CRY, которые поступают в ядро и подавляют активность собственных генов, мешая активаторам. Время жизни этих белков невелико, поэтому их концентрация быстро падает, и к утру CLOCK-BMAL1 снова способны активировать транскрипцию PER и CRY. Так цикл повторяется.
Пара CLOCK-BMAL1 регулирует экспрессию
не только пары PER и CRY.
Среди их мишеней имеется также пара белков, которые подавляют активность самих CLOCK и
BMAL1, а также три
фактора транскрипции, контролирующих множество других генов, которые не
относятся непосредственно к работе
часов. Ритмичные колебания концентраций регуляторных белков приводят к тому,
что суточной регуляции оказываются подвержены от 5 до 20 процентов генов млекопитающих.
Причем здесь мухи?
Почти все упомянутые гены и весь механизм в целом был описан на примере мушки-дрозофилы - этим занимались американские ученые, в том числе и нынешние лауреаты Нобелевской премии: Джеффри Холл, Майкл Росбаш и Майкл Янг.
Жизнь дрозофилы, начиная со стадии вылупления из куколки, строго регулируется биологическими часами. Мушки летают, кормятся и спариваются только днем, а ночью «спят». Кроме того, в течение первой половины ХХ века дрозофила была основным модельным объектом для генетиков, поэтому ко второй его половине у ученых накопился достаточный инструментарий для изучения мушиных генов.
Первые мутации в генах, связанных с циркадными ритмами, были описаны в 1971 году в статье Рональда Конопки и Сеймура Бензера, которые работали в Калифорнийском технологическом институте. Путем случайного мутагенеза исследователям удалось получить три линии мух с нарушением циркадного цикла: для одних мух в сутках как будто было 28 часов (мутация per L ), для других - 19 (per S ), а мухи из третьей группы вообще не имели никакой периодичности в поведении (per 0 ). Все три мутации попадали в один и тот же участок ДНК, который авторы назвали period .
В середине 80-х годов ген period был независимо выделен и описан в двух лабораториях - лаборатории Майкла Янга в университете Рокфеллера и в университете Брандейса, где работали Росбаш и Холл. В дальнейшем все трое не теряли интереса к этой тематике, дополняя исследования друг друга. Ученые установили, что введение нормальной копии гена в мозг «аритмичных» мух с мутацией per 0 восстанавливает их циркадный ритм. Дальнейшие исследования показали, что увеличение копий этого гена сокращает суточный цикл, а мутации, приводящие к снижению активности белка PER, - удлиняют.
В начале 90-х сотрудники Янга получили мух с мутацией timeless (tim ). Белок TIM был идентифицирован как партнер PER по регуляции циркадных ритмов дрозофилы. Надо уточнить, что у млекопитающих этот белок не работает - его функцию выполняет упомянутый выше CRY. Пара PER-TIM выполняет у мух ту же функцию, что у людей пара PER-CRY - в основном подавляет собственную транскрипцию. Продолжая анализировать аритмичных мутантов, Холл и Росбаш обнаружили гены clock и cycle - последний является мушиным аналогом фактора BMAL1 и в паре с белком CLOCK активирует экспрессию генов per и tim . По результатам исследований Холл и Росбаш предложили модель обратной отрицательной регуляции, которая и принята в настоящее время.
Помимо основных белков, задействованных в процессе формирования суточного ритма, в лаборатории Янга был открыт ген «тонкой настройки» часов - doubletime (dbt), продукт которого регулирует активность PER и TIM.
Отдельно стоит сказать про открытие белка CRY, который у млекопитающих заменяет TIM. Этот белок есть и у дрозофилы, и описан он был именно на мухах. Оказалось, что если мух перед наступлением темноты осветить ярким светом, циркадный цикл у них немного смещается (судя по всему, так же это работает и у людей). Сотрудники Холла и Росбаша обнаружили, что белок TIM является светочувствительным и быстро разрушается даже в результате короткого светового импульса. В поисках объяснения феномена ученые идентифицировали мутацию cry baby , которая отменяла эффект освещения. Детальное изучение мушиного гена cry (от cryptochrome ) показало, что он очень похож на уже известные к тому моменту циркадные фоторецепторы растений. Оказалось, что белок CRY воспринимает свет, связывается с TIM и способствует разрушению последнего, таким образом продлевая фазу «бодрствования». У млекопитающих, по-видимому, CRY выполняет функцию TIM и не является фоторецептором, однако на мышах было показано, что выключение CRY, так же как у мух, приводит к фазовому сдвигу в цикле «сон-бодрствование».
Райнер Вайс, Барри Бариш и Кип Торн сайт
Нобелевская премия в области физики присуждена в 2017 году Райнеру Вайсу (1/2), Барри Баришу и Кипу Торну по (1/4) за изобретение детектора гравитационных волн и их исследование. Об этом Нобелевский комитет объявил во время специальной пресс-конференции в Стокгольме.
Премия в области физики присуждена с формулировкой: "За решающий вклад в LIGO-детектор и наблюдение гравитационных волн". LIGO-детектор – это лазерно-интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория, расположенная в США. Вокруг нее образовалось Международное научное сообщество LIGO. Нобелианты этого года основали этот проект.
Напомним, в прошлом году Нобелевскую премию по физике разделили Дэвид Таулес (1/2 от суммы награды), Данкан Холдейн (1/4) и Майкл Костерлиц (1/4) . Годом ранее награды были удостоены Такааки Кадзита (Япония) и Артур Манкдоналд (Канада) за . В 2014 году нобелевскими лауреатами за стали японцы Исомо Акасаки, Хироши Амано и гражданин США также японского происхождения Cюдзи Накамура.
Всего с 1901 года и до сегодняшнего дня Нобелевскую премию в области физики вручали 110 раз, отметив ею 204 ученых. Лауреатов высшей научной награды не объявляли только в 1916, 1931, 1934, 1940, 1941 и 1942 годах.
Самым молодым физиком, получившим "нобеля", был австралиец Лоуренс Брэгг. Вместе со своим отцом Уильямом Брэггом он был отмечен в 1915 году за исследования структуры кристаллов с помощью рентгеновских лучей. Ученому на момент оглашения результатов голосования Нобелевского комитета было всего 25 лет. А старейшему нобелевскому лауреату в области физики, американцу Рэймонду Дэвису, в день присуждения награды было 88 лет. Свою жизнь он посвятил астрофизике и смог обнаружить такие элементарные частицы, как космические нейтрино.
Среди лауреатов-физиков наименьшее количество женщин – всего две. Это Мария Кюри, которая вместе с мужем Пьером в 1903 году получила награду за исследования радиоактивности (она в принципе первой из женщин получила высшую научную награду) и Мария Гепперт-Майер – ее в 1963 году наградили за открытия, касающиеся оболочечной структуры ядра.
Лишь один физик получил Нобелевскую премию по физике дважды – американец Джон Бардин был отмечен в 1956 году за исследования полупроводников и в 1972 году за создание теории сверхпроводимости. При этом Мария Кюри своего второго "нобеля" получила в 1911 году, но уже в области химии – за открытие химических элементов радия и полония. Она по сей день остается единственным ученым получившим две премии в разных научных областях.
В 2017 году Нобелевской премии по медицине удостоились три американских учёных, открывших молекулярные механизмы, отвечающие за циркадный ритм - биологические часы человека. Эти механизмы регулируют сон и бодрствование, работу гормональной системы, температуру тела и другие параметры человеческого организма, которые изменяются в зависимости от времени суток. Подробнее об открытии учёных - в материале RT.
Победители Нобелевской премии по физиологии и медицине Reuters Jonas Ekstromer
Нобелевский комитет Каролинского института Стокгольма в понедельник, 2 октября, сообщил, что Нобелевская премия 2017 года в области физиологии и медицины присуждена американским учёным Майклу Янгу, Джеффри Холлу и Майклу Росбашу за открытия молекулярных механизмов, контролирующих циркадный ритм.
«Они смогли проникнуть внутрь биологических часов организма и объяснить их работу», — отметили в комитете.
Циркадными ритмами называются циклические колебания различных физиологических и биохимических процессов в организме, связанных со сменой дня и ночи. Почти в каждом органе человеческого организма есть клетки, обладающие индивидуальным молекулярным часовым механизмом, а следовательно, циркадные ритмы представляют собой биологический хронометр.
Согласно релизу Каролинского института, Янгу, Холлу и Росбашу удалось изолировать у мух-дрозофилах ген, контролирующий выделение особого белка в зависимости от времени суток.
«Таким образом, учёным удалось опознать белковые соединения, которые участвуют в работе этого механизма, и понять работу самостоятельной механики этого явления внутри каждой отдельной клетки. Теперь мы знаем, что биологические часы работают по такому же принципу в клетках других многоклеточных организмов, включая людей», — говорится в релизе комитета, присудившего премию.
- Муха-дрозофила
- globallookpress.com
- imagebroker/Alfred Schauhuber
Наличие биологических часов у живых организмов было установлено в конце прошлого века. Они расположены в так называемом супрахиазматическом ядре гипоталамуса головного мозга. Ядро получает информацию об уровне освещения от рецепторов на сетчатке глаза и посылает сигнал другим органам с помощью нервных импульсов и гормональных изменений.
Кроме того, некоторые клетки ядра, как и клетки других органов, обладают собственными биологическими часами, работу которых обеспечивают белки, активность которых меняется в зависимости от времени суток. От активности этих белков зависит синтез других белковых связей, которые порождают циркадные ритмы жизнедеятельности отдельных клеток и целых органов. Так, например, пребывание в помещении с ярким освещением в ночное время может сдвинуть циркадный ритм, активируя белковый синтез генов PER, обычно начинающийся утром.
Также на циркадные ритмы в организме млекопитающих значительную роль оказывает печень. Например, грызуны вроде мышей или крыс являются ночными животными и едят в тёмное время суток. Но если пища становится доступна только днём, их циркадный цикл печени смещается на 12 часов.
Ритм жизни
Циркадные ритмы — это суточные изменения деятельности организма. Они включают регуляцию сна и бодрствования, выделения гормонов, температуры тела и других параметров, которые изменяются в соответствии с суточным ритмом, поясняет врач-сомнолог Александр Мельников. Он отметил, что исследователи вели разработки в этом направлении несколько десятков лет.
«Прежде всего, нужно отметить, что это открытие не вчерашнего и не сегодняшнего дня. Эти исследования велись многие десятилетия — с 80-х годов прошлого века до настоящего времени — и позволили открыть один из глубинных механизмов, регулирующих природу организма человека и других живых существ. Механизм, которые открыли учёные, очень важен для влияния на суточный ритм организма», — рассказал Мельников.
- pixabay.com
По словам эксперта, эти процессы происходят не только из-за смены дня и ночи. Даже в условиях полярной ночи суточные ритмы будут продолжать действовать.
«Эти факторы очень важны, но очень часто у людей они нарушены. Эти процессы регулируются на генном уровне, что подтвердили лауреаты премии. В наше время люди очень часто меняют часовые пояса и подвергаются разным стрессам, связанным с резкими изменениями циркадного ритма. Напряжённый ритм современной жизни может влиять на правильность регулировки и возможности для отдыха организма», — заключил Мельников. Он уверен, что исследование Янга, Холла и Росбаша даёт возможность для разработки новых механизмов воздействия на ритмы человеческого организма.
История премии
Учредитель премии Альфред Нобель в своём завещании поручил выбор лауреата по физиологии и медицине Каролинскому институту в Стокгольме, основанному в 1810 году и являющемуся одним из ведущих образовательных и научных медицинских центров мира. Нобелевский комитет университета состоит из пяти постоянных членов, которые, в свою очередь, имеют право приглашать экспертов для консультаций. В списке номинантов на премию в этом году было 361 имя.
Нобелевская премия в области медицины присуждалась 107 раз 211 ученым. Её первым лауреатом стал в 1901 году немецкий врач Эмиль Адольф фон Беринг, разработавший способ иммунизации против дифтерии. Комитет Каролинского института считает самой значимой премию 1945 года, присуждённую британским учёным Флемингу, Чейну и Флори за открытие пенициллина. Некоторые премии со временем стали неактуальными, как, например, награда, присуждённая в 1949 году за разработку метода лоботомии.
В 2017 году размер премии был увеличен с 8 млн до 9 млн шведских крон (около $1,12 млн).
Церемония награждения лауреатов по традиции состоится 10 декабря — в день кончины Альфреда Нобеля. Премии в области физиологии и медицины, физики, химии и литературы будут вручены в Стокгольме. Премия мира, согласно завещанию Нобеля, вручается в тот же день в Осло.
Подпишитесь на нас
