Jak je to s jet-lagem. „Nobelisté“ za rok 2017 zjistili, co za něj může

  12:15aktualizováno  13:29
Nobelův výbor oznámil první letošní výherce Nobelových cen, a to za medicínu. Cenu získali Jeffrey Hall, Michael Rosbash a Michael Young, kteří pomohli poznání mechanismu našich „vnitřní hodin“. Ty nám komplikují cestování mezi různými časovými zónami, ale v myriádě dalších ohledů nám zásadně pomáhají.

Nobelova cena za medicínu udělaná v roce 1962 Francisu Crickovi za jeho podíl na objevu DNA. V dubnu 2013 ji jeho dědicové prodali za dva miliony dolarů. | foto: Nobel comittee

Proč se nám večer chce spát, ráno vstávat a z cestování jsme tak rozhození? K odpovědi výrazně přispěli tři odborníci ocenění Nobelovou cenou za medicínu pro rok 2017. Jeffrey Hall, Michael Rosbash a Michael Young (všichni se narodili a pracují v USA) objevili genetické mechanismy, které do značné míry řídí chod našich vnitřních hodin.

02.října 2017 v 11:36, příspěvek archivován: 02.října 2017 v 13:15

Our biological clock helps to regulate sleep patterns, feeding behavior, hormone release and blood pressure #NobelPrize https://t.co/NgL7761AFE

Že je pozemský život přizpůsoben délce pozemského dne, víme už staletí. Již během 18. století si astronom Jean Jacques d’Ortous de Mairan všiml, že mimózy během dne otevírají listy, aby přijímaly sluneční záření, a za soumraku je zase zavírají. Přemýšlel, co se stane, kdyby rostlina byla umístěna v neustálé temnotě, a když to vyzkoušel, zjistil, že nezávisle na denním slunečním světle listy pokračovaly ve svém každodenním rituálu, dokud rostlina nezašla. Zdálo se, že rostliny mají vlastní biologické hodiny.

Postupně se ukázalo, že také další organismy, včetně lidí, mají vnitřní biologické hodiny, které jim pomáhají předvídat a přizpůsobovat se pravidelnému rytmu dne. Pro jev se začal používat výraz cirkadiánní rytmy, ze složeniny latinských výrazů circa (kolem) a dies (den), tedy v podstatě „celodenní“.

Samozřejmě v 18. století neexistovaly postupy, které by umožnily přesně určit, jak celý mechanismus funguje. To do značné míry dokázali až letošní laureáti Nobelovy ceny. Využili objevu ze 70. let, který ukázal, že porucha jednoho určitého genu - nazvaného period - normální denní biologický rytmus narušuje. Hall, Rosbash a Young společně ukázali, že podle tohoto genu se vytváří v buňce látka (bílkovina PER), která se během noci akumuluje a během dne se pak znovu rozkládá. Její množství v buňce tedy kolísá přesně podle obrazu našeho denního rytmu.

Hall a Rosbash v dalším velmi elegantním pokusu ukázali, že celý mechanismus funguje opačně, než by se na pohled zdálo: podle genu period vyráběná bílkovina PER je určená k tomu, aby „brzdila“ funkci svého mateřského genu. Ve spojení s další důležitou bílkovinou tlumí činnost genu period během dne a nechává ho naplno pracovat v noci, kdy potřebujeme odpočívat.

Michael Young pak v další práci našel ještě další gen, nazvaný doubletime. Podle něj se vyrábí látka, která zase reguluje množství bílkoviny PER. Slouží k „dolaďování“ rytmu tak, aby přesněji odpovídal 24hodinovému dni.

Odkud jsou letošní Nobelisté

Jeffrey C. Hall, americký genetik, se narodil v New Yorku v roce 1945. Pracoval na University of Washington a na California Institute of Technology, dále spolupracoval s Brandeis University ve Walthamu (nedaleko Bostonu) a University of Maine. Proslavil se studiem mušek Drosophila melanogaster, na kterých ukázal některé principy biologických „hodin“ a „rytmů“.

Michael Rosbash, americký genetik, se narodil 1944 v Kansas City. Studoval na Massachusettském technologickém institutu (MIT) a na University of Edinburgh ve Skotsku. Od roku 1974 působí rovněž na Brandeis University.

Michael Young, americký genetik, se narodil v roce 1949 v Miami. Studoval na University of Texas v Austinu, poté pracoval na Stanfordově univerzitě v Palo Altu jako postdoc a od 1978 působí na Reckefellerově univerzitě v New Yorku. Jeho laboratoř přispěla k objevení genů spojených s cirkadiánním rytmem.

Zdroje: NPR.org, Wikipedia.org, NobelPrize.org

Dnes už dobře víme, že díky své vynikající přesnosti naše vnitřní hodiny přizpůsobují naši fyziologii dramaticky odlišným fázím dne. Hodiny regulují kritické funkce, jako je chování, hormonální hladiny, spánek, tělesná teplota a metabolismus. Nesoulad mezi našimi vnitřními hodinami a vnějším prostředím také výrazně přispívá ke stresu - jak to může dosvědčit každý, kdo někdy cestoval přes více časových pásem a zažil „jet lag“. V případě chronického narušování tohoto základního rytmu pak samozřejmě hrozí i zdravotní následky.

Jak to bylo loni

Nositelem Nobelovy ceny za medicínu v roce 2016 se stal 71letý japonský biolog Jošinori Ósumi (anglická transkripce relevantnější ve vědecké literatuře je Yoshinori Ohsumi). Ten totiž pracoval a stále pracuje na pochopení systému, který má v živočišných buňkách na starost rozklad nepotřebných, škodlivých či zbytečných bílkovin - tzv. autofagie. Tento výraz je spojením řeckých slov, které znamená vlastně „sebepožírání“, proto došlo i při oznámení ceny na ilustraci draka pojídajícího vlastní ocas.

Autofagie je proces, který tělu rychle dodá energii v případě hladovění či jiné zátěže. Může také sloužit k likvidaci virů či bakterií napadajících tělní buňky, pomáhá při řízení správného vývoje embrya a také samozřejmě slouží k odstraňování „zmetků“, například vadných či poškozených buněčných organel. Objev má i poměrně velký medicínský význam, protože autofagie je spojena s celou řadou vážných nemocí. Její poruchy doprovází Parkinsonovu chorobou nebo cukrovkou II. typu a další onemocnění (které jsou často připisovány vyššímu věku).

Autoři: ,

Nejčtenější

Mimozemšťan nám do košíku „nenápadně“ přihodil zboží, které nepotřebujeme

Stačí chvilka nepozornosti a obchod vám do košíku přidá něco, co jste si...

Před odesláním objednávky v e-shopu si dobře zkontrolujte obsah košíku. Je možné, že vám tam bez vašeho vědomí něco...

Tom Cruise: Vypněte funkci vylepšení pohybu na svých televizorech

DO KINA: Tom Cruise a Úžasňákovi budou znovu zachraňovat svět

Tom Cruise na svém twitterovém účtu nabádá filmové fanoušky k vypnutí funkcí pro vylepšení vykreslení pohybu při...

Exekutoři varují před vakce.net. I bez objednávky hrozí exekucí

Exekuce

I nedokončený nákup na e-shopu s velice levným zbožím může vést k soudní exekuci. Naštěstí jen smyšlené, jak se...

Raketa Falcon 9 neúspěšně přistála do moře, náklad ale letí dál k ISS

Nepovedené přistání Falcon 9

Porucha hydraulického čerpadla znemožnila přistání nosného stupně rakety Falcon 9. Přistál, či spíše spadl, do moře...

Žádná speciální jednotka se bez něj neobejde. Zkusili jsme noční vidění

Zkouška noktovizoru LPNVG (Low Profile Night Vision Goggle) s označením...

Neobešlo by se bez nich ani dopadení Bin Ládina. Brýle pro noční vidění používají speciální jednotky po celém světě....

Další z rubriky

První mezihvězdné těleso může být sluneční plachetnicí

Rekonstrukce možné podoby planetky 1I/2017 U1 (‘Oumuamua) na základě údajů...

První objekt od jiné hvězdy zachycený pozemskými teleskopy by podle naměřených parametrů mohl být sluneční plachetnicí,...

Oumuamua může být mimozemskou časovou schránkou, řekl expert v Rozstřelu

Astronom Petr Scheirich v diskusním pořadu Rozstřel.

„Můj názor je, že jde o těleso přírodního původu, ale přál bych si, aby tomu tak nebylo,“ řekl v Rozstřelu o prvním...

Co není ze zvířete, není maso. Dobytkáři se bojí konkurence ze zkumavky

Maso ze zkumavky (ilustrační foto)

Maso z laboratoře ještě na trhu není. Ale tento okamžik se zřejmě blíží, a tak se na něj odpůrci i zastánci této...

Najdete na iDNES.cz