Το εφετινό Βραβείο Νομπέλ Ιατρικής και Φυσιολογίας μοιράζονται τρεις αμερικανοί: ο Τζέφρι Χωλ (Jeffrey C. Hall) του Πανεπιστημίου του Μέιν, ο Μάικλ Ρόσμπαχ (Michael Rosbach) του Πανεπιστημίου Brandeis και ο Μάικλ Γιάνγκ (Michael W. Young) του Πανεπιστημίου Ροκφέλερ για τις ανακαλύψεις τους σχετικά με τους μηχανισμούς που ελέγχουν τους κιρκαρδικούς ρυθμούς. Με άλλα λόγια, οι τρεις εφετινοί τιμώμενοι ανακάλυψαν πώς δουλεύει το εσωτερικό βιολογικό μας ρολόι.
Όλοι οι οργανισμοί που κατοικούν τον πλανήτη μας έχουν εξελιχθεί έτσι ώστε να συγχρονίζονται με την 24ωρη περιστροφή της Γης γύρω από τον εαυτό της. Και βεβαίως το ανθρώπινο είδος δεν αποτελεί εξαίρεση. Το γνωρίζει αυτό καλά όποιος έχει πάθει τζετ λαγκ! Δεν είναι όμως μόνο ο κύκλος του ύπνου και της εγρήγορσης που ρυθμίζεται από το βιολογικό μας ρολόι. Από αυτό εξαρτάται ο μεταβολισμός μας, η έκκριση ορμονών, η θερμοκρασία του σώματός μας, ακόμη και η συμπεριφορά μας.
Εξελικτική προσαρμογή
Η προσαρμογή των ζωντανών οργανισμών στον κύκλο της Γης είχε γίνει αντικείμενο παρατήρησης από τον 18ο αιώνα. Οσο όμως και αν οι επιστήμονες υποπτεύονταν την ύπαρξη ενός εσωτερικού ρολογιού, ο εντοπισμός του δεν ήταν εύκολη υπόθεση. Μόλις το 1970 διαπιστώθηκε η ύπαρξη γονιδίων που ήλεγχαν τους κιρκαρδικούς ρυθμούς στη δροσόφιλα (Drosophila melanogaster, μύγα του ξυδιού), ένα κλασσικό πειραματόζωο ιδανικό για γενετικές μελέτες. Στην πραγματικότητα, οι ερευνητές παρατήρησαν ότι οι μεταλλάξεις ενός συγκεκριμένου γονιδίου είχαν σαν αποτέλεσμα να διαταράσσεται ο κιρκαρδικός ρυθμός των πειραματοζώων. Δεν γνώριζαν όμως ποιό ήταν και τι ακριβώς έκανε αυτό το γονίδιο το οποίο για προφανείς λόγους ονόμασαν period (περιοδικότητα).
Το 1984, οι Χωλ και Ρόσμπαχ που εργαζόταν στο ίδιο εργαστήριο συνεργάστηκαν με τον Γιανγκ και απομόνωσαν το γονίδιο αυτό, ενώ λίγο αργότερα πέτυχαν να δείξουν ότι η πρωτεΐνη που κωδικοποιείται από το γονίδιο period (η οποία ονομάζεται PER) παράγεται κατά την διάρκεια της νύχτας και αποικοδομείται κατά τη διάρκεια της ημέρας. Αυτή η κυκλική αυξομείωση της παραγωγής – αποικοδόμησης της πρωτεΐνης PERαποτελεί κομβικό «γρανάζι» του εσωτερικού ρολογιού των μυγών, αλλά και των ανθρώπων.
Αυτοσυντηρούμενος μηχανισμός
Όπως συμβαίνει συχνά στην επιστήμη, η επίλυση ενός γρίφου γεννά ακόμη περισσότερα ερωτηματικά και το ίδιο έγινε και στην περίπτωση των τριών φετινών βραβευθέντων. Αμέσως μετά τον εντοπισμό και τη διαλεύκανση του ρόλου της πρωτεΐνης PER, το μεγάλο ερώτημα που έχριζε απάντησης ήταν: τι αναστέλλει την παραγωγή της πρωτεΐνης κατά τη διάρκεια της ημέρας; Την απάντηση έδωσε ο Γιάνγκ ο οποίος ανακάλυψε ένα ακόμη γονίδιο (το ονόμασε timeless και την πρωτεΐνη που κωδικοποιεί TIM) και κατέδειξε ότι η πρωτεΐνη TIM προσδένεται στην PER και μαζί εισέρχονται στον πυρήνα του κυττάρου όπου και ρυθμίζουν την έκφραση του γονιδίου period.Με άλλα λόγια, ο μηχανισμός ήταν αυτοσυντηρούμενος, αφού παρήγαγε τα ίδια του τα «γρανάζια»!
Οσο για τον συγχρονισμό του εσωτερικού μας ρολογιού, η εναλλαγή του φωτός και του σκοταδιού παίζουν κεντρικό ρόλο σε αυτό, όπως αποκαλύφθηκα χάρη στις εργασίες άλλων επιστημόνων στη συνέχεια.
