การวิจัยจังหวะชีวิตที่เพิ่งได้รับรางวัลโนเบลสาขาการแพทย์อธิบาย

Isku Day Aaladdayada Si Loo Ciribtiro Dhibaatooyinka

รางวัลนี้เป็นการเฉลิมฉลองการศึกษานาฬิกาชีวภาพขนาดเล็กในสิ่งมีชีวิตทุกชนิด

เจฟฟรีย์ ฮอลล์, ไมเคิล รอสแบช และไมเคิล ยัง (ซ้าย-ขวา) สามผู้ชนะรางวัลโนเบลสาขาการแพทย์หรือสรีรวิทยาปีนี้

รางวัลโนเบล/อิซาเบลลา ลูซี่/วอกซ์

นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกันสามคนได้รับรางวัล รางวัลโนเบลสาขาสรีรวิทยาหรือการแพทย์ สำหรับการค้นพบกลไกทางชีววิทยาด้วยกล้องจุลทรรศน์ที่ควบคุมจังหวะของ circadian หรือนาฬิการ่างกายแบบ 24 ชั่วโมง

มนุษย์ พืช และสัตว์ล้วนแล้วแต่เป็น ปกครองด้วยนาฬิกาภายใน ที่ทำงานรอบ 24 ชั่วโมง สว่าง-มืด สอดคล้องกับดวงอาทิตย์ และไม่ใช่แค่นาฬิกาเรือนเดียวในตัวเรา: มันอยู่ในทุกเซลล์ของสิ่งมีชีวิตทุกชนิด ตั้งแต่แบคทีเรียขนาดเล็กไปจนถึงต้นไม้เรดวูดขนาดใหญ่

ในมนุษย์ นาฬิกาชีวภาพเหล่านี้คาดการณ์กิจกรรมต่างๆ ตลอดทั้งวัน ตั้งแต่ตื่นนอนจนถึงนอนหลับและรับประทานอาหาร โดยควบคุมสิ่งต่างๆ เช่น ระดับฮอร์โมน อุณหภูมิ และเมแทบอลิซึม จังหวะชีวิตของเรานั้นแนบแน่น เชื่อมโยงกับสุขภาพของเรา และความเป็นอยู่ที่ดี (ซึ่งช่วยอธิบายได้ว่าทำไมเจ็ตแล็กหรืองานกะดึกจึงทำให้สิ้นเปลืองและเป็นอันตรายได้)

ผู้ได้รับรางวัลโนเบลสามคน — เจฟฟรีย์ ซี. ฮอลล์ ของมหาวิทยาลัยเมน, ไมเคิล รอสแบช ของมหาวิทยาลัยแบรนไดส์ และ Michael W. Young ของมหาวิทยาลัยร็อคกี้เฟลเลอร์ — สามารถมองเข้าไปในนาฬิกาชีวภาพของเราและอธิบายการทำงานภายในของมัน คณะกรรมการรางวัลโนเบลกล่าวใน ข่าวประชาสัมพันธ์ . การค้นพบของพวกเขาอธิบายว่าพืช สัตว์ และมนุษย์ปรับจังหวะทางชีวภาพของมันอย่างไรเพื่อให้สอดคล้องกับการปฏิวัติของโลก

ก่อนที่ Hall, Rosbash และ Young จะทำงาน นักวิทยาศาสตร์ได้เฝ้าสังเกตทุกวิถีทางที่สิ่งมีชีวิตได้รับคำแนะนำจากดวงอาทิตย์ ในปี ค.ศ. 1729 นักดาราศาสตร์ชาวฝรั่งเศส Jean Jacques d'Ortous de Mairan ได้สังเกตเห็นสิ่งที่เกิดขึ้นกับต้นกระถินเทศเมื่อมันถูกวางไว้ในความมืดคงที่ เขาพบว่าใบของมันยังคงเดินตามจังหวะของมันทุกวันเป็นเวลาหลายวัน

Mattias Karlén / รางวัลโนเบล

ในปี 1970 นักวิจัยอีกคู่หนึ่งคือ Seymour Benzer และนักเรียนของเขา Ronald Konopka ได้ตีพิมพ์การค้นพบยีนที่ไม่รู้จักซึ่งเรียกว่าระยะเวลาซึ่งควบคุมจังหวะการเต้นของหัวใจของแมลงวันผลไม้

Hall และ Rosbash ซึ่งทำงานเป็นผู้ทำงานร่วมกันที่ Brandeis University ใกล้บอสตัน รวมทั้ง Young ซึ่ง (และยังคงทำงานอยู่) อยู่ที่ Rockefeller University ในนิวยอร์ก ตัดสินใจที่จะเจาะลึกลงไปอีก ภายในปี 1984 พวกเขาสามารถแยกยีนของช่วงเวลาได้ Hall และ Rosbash ยังได้ค้นพบโปรตีน the ระยะเวลา ยีน เข้ารหัสซึ่งดูเหมือนจะสร้างขึ้นในตอนกลางคืนและเสื่อมโทรมในตอนกลางวันตามจังหวะชีวิต

ทั้งสามคนยังคงทำการค้นพบอื่นๆ ที่อธิบายว่าจังหวะของ circadian นั้นถูกสร้างขึ้นและคงอยู่ได้อย่างไร พวกเขายังพบโปรตีนเพิ่มเติมที่กระตุ้นยีนของช่วงเวลา

การค้นพบที่เปลี่ยนกระบวนทัศน์โดยผู้ได้รับรางวัลได้กำหนดหลักการทางกลไกที่สำคัญสำหรับนาฬิกาชีวภาพ คณะกรรมการโนเบลกล่าว ในช่วงปีต่อๆ มา ส่วนประกอบโมเลกุลอื่นๆ ของกลไกนาฬิกาได้รับการอธิบายอย่างชัดเจน โดยอธิบายถึงความเสถียรและหน้าที่ของมัน

การค้นพบเหล่านี้มีความสำคัญต่อสาขาวิชาโครโนชีววิทยา

Mattias Karlén / รางวัลโนเบล

ก่อนที่ Hall, Rosbash และ Young จะทำวิจัย นักวิทยาศาสตร์สงสัยว่าเราถูกควบคุมโดยจังหวะชีวิต แต่คณะกรรมการโนเบลกล่าวว่า นับตั้งแต่การค้นพบที่ยิ่งใหญ่โดยผู้ได้รับรางวัลทั้งสามราย ชีววิทยาเกี่ยวกับชีวิตได้พัฒนาเป็นสาขาการวิจัยที่กว้างใหญ่และมีพลวัตสูง โดยมีผลกระทบต่อสุขภาพและความเป็นอยู่ที่ดีของเรา

การค้นพบนี้มีนัยสำคัญสำหรับการวิจัยด้านสุขภาพและช่วยสร้างสิ่งที่เป็นสาขาวิทยาศาสตร์ที่กำลังเติบโตที่เรียกว่า chronobiology

ในช่วงไม่กี่ปีมานี้ นักวิจัยได้ค้นพบว่าเราแต่ละคนมีโครโนไทป์หรือนาฬิกาที่ถูกกำหนดโดยพันธุกรรมที่ไม่ซ้ำกัน ซึ่งตั้งโปรแกรมเวลานอนในอุดมคติของเราในรอบ 24 ชั่วโมง การค้นพบนี้ช่วยชี้แจงว่าเหตุใดจึงมีคนตื่นเช้าและคนนอนดึกจริงๆ และเพราะเหตุใด Vox's Brian Resnick โต้เถียง ประชาชนควรจะสามารถกำหนดตารางการทำงานของตนเองได้

นักวิจัยยังได้บัญญัติศัพท์นี้ว่า โซเชียลเจ็ตแล็ก เพื่ออธิบายผลกระทบของการขยับวงจรการนอนหลับของคนๆ หนึ่ง แม้กระทั่งสองสามชั่วโมง (ถึงแม้จะเคลื่อนไหว วงจรการนอนหลับของผู้คน โดยหนึ่งชั่วโมงในแต่ละวันทำให้ผู้เข้าร่วมในการศึกษาดู ภาวะก่อนเบาหวาน หลังจากทดลองใช้สามสัปดาห์)

นักวิจัยศึกษาลำดับเหตุการณ์ยังพบว่า การกินตอนกลางคืนอาจเป็นปัญหาต่อสุขภาพได้ เนื่องจากร่างกายของเราไม่ได้เตรียมการเพื่อรองรับปริมาณกลูโคสจากอาหารในตอนเย็น เรามักจะกินอาหารหลังตื่นนอน ดังนั้น ร่างกายของเราปรับตัวเพื่อผลิตอินซูลินมากที่สุดในตอนเช้า .

นอกจากนี้ยังมี งานเกิดใหม่ ซึ่งแสดงให้เห็นว่าจังหวะการเต้นของหัวใจของเราสามารถมีอิทธิพลต่อวิธีที่เราเผาผลาญยาได้: ระยะเวลาของการใช้ยาในระหว่างวันอาจควบคุมประสิทธิภาพได้

ดังนั้นเราจึงตกเป็นทาสของระบบชีวิตของเรา และ Hall, Rosbash และ Young ช่วยให้เราเข้าใจว่าอย่างไรและทำไม

อ่านเพิ่มเติม: