The Nobel Prize for Medicine or Physiology this year awarded the research of Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash and Michael W. Young on circadian rhythms
L’Assemblea dei Nobel al Karolinska Institut ha assegnato il Nobel per la medicina o la fisiologia di quest’anno a Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash e Michael W. Young. I tre ricercatori, tutti statunitensi, sono stati premiati per “le loro scoperte sui meccanismi molecolari che controllano il ritmo circadiano”.
Michael Rosbash è nato nel 1944 a Kansas City. Ha conseguito il titolo di dottorato nel 1970 al Massachusetts Institute of Technology Sucessivamente ha lavorato all’Università di Edimburgo in Scozia e quindi alla Brandeis University a Waltham, negli Stati Uniti.
Michael W. Young è nato nel 1949 a Miami. Ha conseguito il dottorato presso l’Università del Texas ad Austin nel 1975. Ha quindi lavorato alla Stanford University a Palo Alto. Dal 1978 è alla Rockefeller University di New York.
L’orologio biologico è coinvolto in molti aspetti della fisiologia di tutti gli organismi multicellulari, dal ritmo sonno-veglia, ai tempi di rilascio di numerosi ormoni.
In the 1970s Seymour Benzer and Ronald Konopka demonstrated that mutations in an unknown gene were capable of disrupting the regular circadian rhythm in the fruit fly
In 1984, Jeffrey Hall and Michael Rosbash, working closely together at Brandeis University in Boston, and Michael Young of Rockefeller University in New York, succeeded in isolating the gene involved. Jeffrey Hall and Michael Rosbash then discovered that PER, the protein encoded by that gene, accumulates during the night and is degraded during the day. Thus, PER protein levels fluctuate on a 24-hour cycle, in synchrony with the circadian rhythm.
L’obiettivo successivo era capire in che modo queste oscillazioni circadiane vengono generate e sostenute.
Jeffrey Hall e Michael Rosbash ipotizzarono e poi dimostrarono che la proteina PER blocca l’attività del gene attraverso un circuito di feedback inibitore; in questo modo la proteina PER poteva impedire la propria sintesi e quindi regolare il proprio livello in un continuo ciclo ciclico.
Mancavano però alcuni pezzi del puzzle. Per bloccare l’attività del gene, la proteina PER – prodotta nel citoplasma – deve raggiungere il nucleo cellulare, dove si trova il DNA, e il meccanismo non era affatto chiaro.
Nel 1994 Michael Young scoprì un secondo gene coinvolto nell’orologio biologico, il gene che codifica la proteina TIM, anch’essa necessaria per un normale ritmo circadiano. Young ha in particolare dimostrato che quando TIM si lega a PER, le due proteine sono in grado di entrare nel nucleo cellulare bloccando l’attività del gene che controlla il ritmo circadiano, attraverso il ciclo di feedback inibitore.
Seymour Benzer e Michael Young hanno quindi identificato un altro gene, che attraverso la proteina DBT ritarda l’accumulo della proteina PER. La scoperta ha fornito informazioni su come una oscillazione è regolata in modo più strettamente corrispondente a un ciclo di 24 ore.
In questo modo Hall, Rosbash e Young hanno definito i principi fondamentali del funzionamento dell’orologio biologico, permettendo la scoperta, negli anni successivi di altri componenti molecolari che permettono la stabilità del meccanismo, la sua sincronizzazione con il ciclo giorno/notte, e la differenziazione dei ritmi con cui l’orologio biologico concorre al rilascio dei diversi ormoni .
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The 2017 Nobel Prize in Medicine was awarded to Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash and Michael W. Young. They are the three researchers who have discovered a very particular biological mechanism: the circadian cycle. It is the mechanism that regulates the basic functions of our body such as, for example, the cycle of sleep and wakefulness. Using fruit flies as a model organism, the new Nobel laureates have isolated a gene that controls the normal daily biological rhythm. Demonstrating that this gene encodes a protein that accumulates in cells during the night, and is then degraded during the day.
the sleep-wake cycle encodes a protein that builds up in cells during the night
It is an announcement that displaces compared to the rumors that had circulated on the eve. Moreover, with few exceptions, such as that of the Nobel Prize for Physics to Peter Higgs in 2013, which took place immediately after the discovery of the Higgs Boson at Cern in Geneva, the Royal Academy of Science in Stockholm hardly lets itself be anticipated in its choices.
Il ritmo circadiano – aggiunge Parrino – è il pilastro intorno al quale gira il nostro organismo
L’alterazione di questi ritmi ha infatti ripercussioni dirette per la salute. ”Sappiamo – aggiunge Parrino – che il ciclo veglia-sonno ha un ruolo molto importante per quanto riguarda una serie di equilibri che stanno alla base della salute. Per esempio la mancanza di sonno induce molto più frequentemente a sviluppare ipertensione e con essa i rischi correlati di infarto ed ictus. Sappiamo inoltre che la mancanza di sonno ha un importante impatto sulla salute delle donne e sui loro cicli ormonali. Per esempio quelle che fanno turni di notte hanno un rischio maggiore di cancro al seno, così come sappiamo che anche il metabolismo in generale subisce ripercussioni dalla mancanza di sonno”.
Per Parrino l’assegnazione del Nobel agli scopritori del ritmo circadiano è anche una occasione per riflettere, come società, sul modo con cui organizziamo la nostra vita. ”Siamo molto sollecitati – spiega – in continuazione a essere svegli quando dovremmo dormire. Televisioni, chat, smartphone, orari di lavoro sempre più flessibili, hanno come impatto quello di indebolire la nostra capacità di avere un sonno regolare. Dobbiamo imparare a difenderci da queste aggressioni e a dare al sonno la dimensione di cura che merita”.
Fonte: Le News di AGI Sanità – Federfarma 02/10/201712:57
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