Kereső toggle

A bennünk rejlő Patek Philippe

Hogyan működik a sejtek belső órája?

Továbbítás emailben
Cikk nyomtatása

Miért hajnalban halnak meg gyakran a kritikus állapotban lévő betegek? Miért növeli a súlyos betegségek kockázatát a rendszeres éjszakázás? Mi a feltétele annak, hogy az alvás valóban pihentető legyen? A válaszhoz a sejtek belső óráinak működését kell megismerni – amiért tavaly három kutató is Nobel-díjat kapott.

H osszú ideje ismert tény, hogy az élővilágban az egysejtűektől kezdve a növényeken és a rovarokon át egészen az emlősökig az aktivitás a napszaknak megfelelően változik – részben függetlenül attól, hogy a napszakok változását az adott élőlény vizuálisan érzékeli-e. Mindezt kísérleti úton először Jean-Jacques d’Ortous de Mairan francia csillagász igazolta 1729-ben, amikor is nappal a mimóza virágainak kinyílását, éjszaka pedig azok bezáródását tapasztalta, annak ellenére, hogy a növényt mindvégig teljes sötétségben tartotta. Ebből arra következtetett, hogy kell legyen egy belső „időmérő szerkezete” a lágyszárúnak, ami a napsugaraktól függetlenül is biztosítja a periodikus életvitelt.

Időbe telt azonban, amíg a kutatók felfedezték azokat az alapvető géneket, amelyek kulcsszerepet játszanak ennek a belső órának a folyamatos működésében. További 250 évet kellett várni, hogy Seymour Benzer és tanítványa, Ronald Konopka egy gyümölcsmuslicafajban azonosítsa a period nevű gént. Ennek mutációja a rovarok „belső órájának” abnormális működését eredményezte, ami pedig rendellenes viselkedésmódot okozott.

A period gén kutatása terén elért úttörő munkájukért Jeffrey C. Hall és Michael Rosbash tavaly részesült orvosi Nobel-díjban. 1984-ben ők írták le, hogy a muslica sejtjeiben a gén által kódolt fehérje, a PER szintje az éjszaka folyamán nő, míg nappal csökken. A jelenség magyarázatát Michael W. Young kutató szolgáltatta (amiért ő is Nobel-díjat kapott), aki az úgynevezett „timeless” gént fedezte fel. Ennek fehérjeterméke, a TIM a PER-hez kötődve gátolja az utóbbi termelődését, ami lehetővé teszi a sejtek számára a nappali aktivitást. Mind a két fehérje előállításához, illetve sejten belüli szintjének szabályozásához számos egyéb protein járul hozzá.

Az emberi szervezetben található sok billiárdnyi sejtnek egyenként megvan a saját napi ritmusa, amelynek motorikája fő mozzanataiban hasonlít a muslicasejtek periódusát kialakító fehérjeinterakciókhoz, azonban annál komplexebb. Az úgynevezett cirkadián ritmus (a latinban a „circa” jelentése körül, a „dies” pedig nap) finomhangolásában többek között olyan fehérjék játszanak szerepet, mint a Clock, a BMAL-1 és Cryptochrome-1, melyek mesterien kialakított mechanizmusok mentén járulnak hozzá a sejtek körülbelül 24,5-25 órás periódusának fenntartásához.

A teljes cikk a Hetek hetilapban olvasható. Keresse az újságárusoknál vagy rendelje meg online a https://digitalstand.hu/hetek felületen.

Olvasson tovább: