Jak muszka owocówka pomogła Noblistom?

W poniedziałek w Sztokholmie ogłoszono tegorocznych laureatów Nagrody Nobla w dziedzinie fizjologii i medycyny. Wyróżnieni zostali trzej Amerykanie: Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash i Michael W. Young.

„Nobel jest zdecydowanie zasłużony: przynajmniej od 10 lat cały czas mówiło się i słyszało o tym, że powinien być przyznany Nobel z chronobiologii” – mówi dr hab. Piotr Bębas z Wydziału Biologii Uniwersytetu Warszawskiego.

Jak dodaje, oprócz trójki nagrodzonych naukowców, którzy dostarczyli nam najwięcej danych na temat zegara biologicznego u muszki owocowej, do Nobla typowano również Josepha Takahashiego, badacza z Northwestern Univeristy, który badania noblowskiej trójki przeniósł na poziom ssaków.

„Zegar biologiczny występuje – z bardzo małymi wyjątkami – u większości organizmów” – tłumaczy dr Bębas. „Jest to mechanizm konserwowany ewolucyjne, tzn. niemalże te sam geny – albo geny bardzo podobne – występują u większości organizmów. U zwierząt geny odpowiedzialne za działanie zegara biologicznego są niemal identyczne” – dodaje.

Zastrzega jednak, że troszkę inaczej wygląda to u roślin i grzybów, choć wciąż istnieją pewne podobieństwa. Jednym z głównych powodów, dla których zegarowi biologicznemu poświęca się tyle uwagi jest to, że białka produkowane przez geny zegara biologicznego regulują ekspresję innych genów. „W hierarchii genów w komórce są one bardzo wysoko postawione” – stwierdza dr Bębas.

„Znaczy to, że zależy od nich przebieg bardzo wielu różnych procesów komórkowych. Wpływają one np. na funkcjonowanie protoonkogenów, czyli takich genów, które łatwo ulegają transformacji nowotworowej. Czyli u organizmów, które mają zaburzone funkcjonowanie zegara biologicznego prawdopodobieństwo rozwoju nowotworu jest dużo większe” – dodaje naukowiec.

Dlatego też dużo uwagi poświęca się dziedzinie badań określanej mianem „light pollution”, czyli „zanieczyszczenia światłem”.

„Uważa się, że jeżeli ciągle zaburzamy funkcjonowanie naszego zegara biologicznego poprzez przebywanie w świetle w okresie, kiedy tego światła być nie powinno – czyli np. w nocy – to zwiększamy prawdopodobieństwo rozwoju pewnych nowotworów, np. nowotworu piersi u kobiet czy nowotworów prostaty u mężczyzn” – tłumaczy rozmówca PAP.

Innym intensywnie eksplorowanym w ostatnim czasie tematem związanym z działaniem zegara biologicznego jest próba określenia, w jakich porach istnieje większe prawdopodobieństwo zatrucia organizmu. „Pod kontrolą zegara biologicznego znajdują się bowiem geny odpowiedzialne za detoksykację ksenobiotyków, czyli związków, które pochodzą z zewnątrz i zatruwają organizm” – tłumaczy dr Bębas.

„A to ma już bezpośrednie przełożenie na skuteczniejsze stosowanie leków, ponieważ o pewnych porach doby nasz organizm będzie intensywniej metabolizował leki, a o innych porach dużo słabiej” – dodaje badacz. Po co jednak istnieje rytm dobowy? „Po to, aby realizować funkcje życiowe w najkorzystniejszych okresach” – stwierdza dr Bębas.

„Innymi słowy, aby organizm nie tracił energii na przeciwdziałanie czynnikom niekorzystnym. Oczywiście my jesteśmy świadomi tego, co się dzieje. Wyobraźmy sobie jednak owada, który działa instynktownie. W związku z czym to właśnie zegar informuje jego organizm, że ma on być np. nieaktywny w południe, kiedy jest dla niego za gorąco” – tłumaczy badacz.

Rozmówca PAP podkreśla, że choć sami nobliści nie wykraczają w swoich badaniach poza tematykę związaną z muszką owocową, to ich uczniowie rozszerzają te badania na inne organizmy. „Idealnym przykładem jest była studentka Mike’a Younga, Amita Seghal. Choć ona sama Nobla nie dostała, to do dzisiaj ma ogromny wkład w badanie rytmów biologicznych, zarówno u muszek, jak i u ssaków” – mówi dr Bębas.

Katarzyna Florencka
Szymon Zdziebłowski

Źródło: www.naukawpolsce.pap.pl