米国東部の夜明け 90 分前、ノーベル委員会は、概日リズムの制御に関する研究を行った 3 人のアメリカ人生物学者に、今年のノーベル生理学・医学賞を授与すると発表しました。メイン大学の Jeffrey C. Hall、ブランダイス大学の Michael Rosbash、およびロックフェラー大学の Michael W. Young は、植物や動物 (人間を含む) の細胞が細胞をマークするのに役立つ遺伝的および生体分子メカニズムの発見に対して賞を共有しています。昼と夜の24時間周期。この研究は、生物がどのように時間を追跡し、そのサイクルに適応するかを研究する時間生物学の基礎となりました。
テキサス A&M 大学で時間生物学を研究しているポール ハーディンは、次のように述べています。 「生理学と代謝のほぼすべての側面は、概日時計によって制御されます。」たとえば、哺乳類の場合、任意の組織の遺伝子の 20 ～ 30% が体内時計の制御下にある可能性があると彼は言いました。 「しかし、体のすべての組織を採取すると、大多数の遺伝子はいずれかの組織で時計制御下にあります。」
サーカディアン リズムを研究するサリー大学の内分泌学の名誉教授である Josephine Arendt 氏は、今年の賞を受賞した研究の重要性について同意しました。健康とフィットネスは、その 24 時間計時メカニズムまたはそれに依存する神経系およびホルモン系のいずれかを狂わせる障害によって深刻な影響を受ける可能性があります。 「彼らの研究は、概日原理を人間の健康に適用することに関心のある私のような人々の研究を支えています」と彼女は言いました。
概日リズムの研究は少なくとも 18 世紀にまでさかのぼります。科学者たちは、特定の植物が日の出時に葉を開き、日没時に葉を閉じることに光の手がかりがなくても閉じることに気づきました。その後の証拠によると、本質的にすべての生物は、生理学を昼夜サイクルに一致させることを可能にする何らかの体内時計を持っていました。 Ronald Konopka と Seymour Benzer による 1970 年代の研究は、突然変異がそれを混乱させる可能性があるため、この時計が遺伝的制御下にあることを示しました。名前期間 その遺伝子に与えられましたが、それ以外はほとんど知られていませんでした。実際、遺伝子がどのようにして細胞が時間を維持できるのかは謎のままでした.
答えは 1984 年にまとまり始めました。ホールとロスバッシュがブランダイスで働き、ヤングがロックフェラーで独立して 期間 を分離したときです。 ショウジョウバエの遺伝子。 Hall と Rosbash は、period によって作られたタンパク質の細胞内濃度が 、PER は、日中は高く、夜になると低下し、24 時間計時の遺伝子に適しています。
ブランダイスの研究者は、フィードバック ループがこの遺伝子タンパク質システムを支配している可能性があるという仮説を立てました。 . PER が低下すると、期間 再起動できました。それにより、PER は自身の合成を阻害する可能性があります。このスキームの問題点は、PER が機能するためには、PER が作られた細胞の細胞質から、PER が 期間 住んだ。 Hall と Rosbash は、PER が核に到達していることを示しましたが、1994 年に Young が timeless を発見するまで、その方法は不明でした。 この遺伝子は、適切な概日リズムにも不可欠でした。 タイムレスによって作られたタンパク質 、TIMは、細胞質のPERに引っ掛かり、それを核内にエスコートして期間を阻害します .ヤングは後に 3 番目の遺伝子、doubletime を特定しました。 、それはまた、細胞内のPERの蓄積を遅らせ、この概日メカニズムと時刻との関連をさらに改善します.
エジンバラ大学のシステム生物学の教授であり、植物の概日リズムの専門家である Andrew Millar は、Hall、Rosbash、および Young が特定した正確な遺伝子時計メカニズムは動物に固有のものであると指摘しましたが、類似の遺伝子を中心に構築された概念的に類似したメカニズムは、他の研究者によって、植物、菌類、バクテリア、その他の生物ですぐに同定されました。 「生体リズム研究を非常に魅力的なものにしているのは、応用範囲の広さです」と彼は言いました。
したがって、時間生物学は初期の分野です。研究者は、細胞内の概日リズムと動物の睡眠の必要性との関係を完全に理解しようとしています。多様な生物がさまざまなメカニズムを使用して概日リズムやその他の時間サイクルを維持しているだけでなく、体の一部の細胞は特殊な機能のために特殊な計時システムを使用している場合があります。新しい生物学的リズム、およびそれらが生物に及ぼす影響は、引き続き発見されています。それにもかかわらず、これらの科学者によるこの概日計時システムの分析は、すでに画期的な成果となっています。
この投稿は 10 月 2 日に更新され、時間生物学の専門家からのコメントが追加されました。
