รางวัลโนเบลสาขาสรีรวิทยาหรือการแพทย์ 2017: อะไรที่ทำให้เราติ๊ก
รางวัลโนเบลสาขาสรีรวิทยาหรือการแพทย์ประจำปี 2560 ตกเป็นของนักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกันสามคนในการค้นพบกลไกระดับโมเลกุลที่ควบคุมจังหวะชีวิต นาฬิกาชีวภาพที่คาดการณ์วัฏจักรกลางวัน/กลางคืนเพื่อปรับสรีรวิทยาและพฤติกรรมของสิ่งมีชีวิตให้เหมาะสม
เจฟฟรีย์ ซี ฮอลล์ (ซ้าย), ไมเคิล รอสแบช (กลาง), ไมเคิล ดับเบิลยู ยัง (ขวา) (ภาพไฟล์ AP ปี 2556) แมลงหวี่เมลาโนกัสเตอร์ แมลงวันผลไม้ที่ทำหน้าที่เป็นแหล่งทดสอบพันธุศาสตร์มานานกว่าศตวรรษ ได้ออกผลอีกครั้ง รางวัลโนเบลสาขาสรีรวิทยาหรือการแพทย์ไปถึงมือนักชีววิทยาระดับโมเลกุลชาวอเมริกันสามคนที่ใช้แมลงหวี่ดำมาตั้งแต่ปี 1970 ในงานของพวกเขาเกี่ยวกับจังหวะชีวิต นาฬิกาภายในที่ช่วยให้เราสัมพันธ์กับโลก โดยจะติดตามการหมุนของโลก บอกเราว่าเมื่อใดควรเข้านอนและเมื่อถึงเวลาต้องตื่น และเตรียมเราให้พร้อมสำหรับกิจวัตรประจำวันที่เราทำตลอดทั้งวันและคืน — และสำหรับความท้าทายที่เราอาจเผชิญ
จังหวะช่วยให้มั่นใจได้ว่าเราตื่นตัวเต็มที่ในช่วงเช้า ซึ่งค่อนข้างมีประโยชน์ ไม่ว่าคุณจะเป็นนักล่าและรวบรวมสัตว์ที่ออกไปหาอาหารหรือเป็นกัปตันของอุตสาหกรรมในการประชุม มันใช้อิทธิพลในลักษณะที่มองไม่เห็นเช่นกัน ควบคุมวงจรของความดันโลหิตและอุณหภูมิของร่างกาย มันระงับการขับถ่ายก่อนเที่ยงคืนและละทิ้งการควบคุมในตอนเช้า เพื่อให้มั่นใจว่าเราจะไม่ตื่นขึ้นในช่วงเวลาการนอนหลับลึกที่สุดและมีอัตราการเผาผลาญต่ำที่สุด มนุษย์ใช้จังหวะชีวิตร่วมกับสัตว์ พืช เชื้อรา และแม้กระทั่งรูปแบบชีวิตโบราณ เช่น ไซยาโนแบคทีเรีย ซึ่งเป็นสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวซึ่งอยู่ห่างไกลจากห่วงโซ่วิวัฒนาการจนไม่มีแม้แต่นิวเคลียสของเซลล์ที่กำหนดไว้อย่างชัดเจน
จังหวะของชีวิตประจำวันได้รับการสังเกตมาตั้งแต่สมัยโบราณ - กัปตันสามคนที่แล่นเรือในทะเลอาหรับภายใต้อเล็กซานเดอร์มหาราชได้บรรยายถึงการย่อยของใบมะขาม การทดลองทางวิทยาศาสตร์ครั้งแรกเกี่ยวกับปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นในปี ค.ศ. 1729 เมื่อนักพงศาวดารชาวฝรั่งเศส Jean-Jacques d'Ortous de Mairan สังเกตว่าการเปิดและปิดของ touch-me-not (Mimosa pudica) ในเวลากลางวันยังคงทันเวลาแม้ในขณะที่พืชถูกเก็บไว้ ในความมืดมิดอย่างสมบูรณ์ นั่นเป็นก้าวแรกสู่การทำความเข้าใจวิทยาศาสตร์ของจังหวะชีวิต ซึ่งเป็นความเข้าใจที่ลึกซึ้งว่าเกิดขึ้นจากภายนอกและไม่ถูกกระตุ้นโดยสิ่งเร้าภายนอกเช่นแสงแดด
ในขณะที่เข้าใจและอธิบายจังหวะชีวิตอย่างละเอียดแล้ว แต่รางวัลโนเบลสาขาสรีรวิทยาหรือการแพทย์ปี 2017 กลับได้รับรางวัลจาก Jeffrey C Hall และ Michael Rosbash เพื่อนร่วมงานตลอดชีวิตที่ Brandeis University และ Michael W Young จาก Rockefeller University สำหรับการอยู่ภายใต้ประทุน ของกลไกของมัน — กระแสหลักของนาฬิกาชีวภาพที่ทำให้เราติ๊ก เช่นเดียวกับกระบวนการต่างๆ ของชีวิต มันกลับกลายเป็นวนรอบความคิดเห็นเชิงลบโดยอัตโนมัติ และเมื่อวานนี้ก็ไม่ได้ระบุเช่นกัน
เรื่องราวเริ่มต้นในปี 1984 เมื่อ Hall และ Rosbash แยก 'ยีนระยะเวลา' ซึ่งเป็นองค์กรที่ยากลำบากในขณะนั้น เมื่อพวกเขาได้รับรางวัล Canada Gairdner International Prize สำหรับผลงานของพวกเขาในปี 2012 Hall เปิดเผยว่าเพื่อนร่วมงานคนหนึ่งตั้งข้อสังเกตว่านี่เป็นครั้งแรกที่ยีนที่เกี่ยวข้องกับหน้าที่เดียวถูกแยกออก ในปี 1990 พบว่า mRNA ที่เขียนจากยีนที่เคลื่อนออกจากนิวเคลียสของเซลล์และสังเคราะห์ 'โปรตีนช่วงเวลา' ซึ่งลอยกลับเข้าไปในนิวเคลียสและปิดกั้น 'ยีนของช่วงเวลา' ซึ่งทำให้ไม่สามารถผลิตได้อีก วัฏจักรเริ่มต้นใหม่เมื่ออุบัติการณ์ของโปรตีนในช่วงเวลาลดลง ลำดับการเปิด-ปิดสร้างคลื่นคล้ายไซนัส 24 ชั่วโมงในระดับของโปรตีน ซึ่งสอดคล้องกับกลางวันและกลางคืน นี่คือเสียงติ๊กต๊อกของนาฬิกาที่ขับเคลื่อนจังหวะชีวิต
อย่างไรก็ตาม แม้ว่าจังหวะจะเป็น endogenic แต่ก็เปิดให้แก้ไขได้ เซลล์ส่วนใหญ่ในร่างกายดูเหมือนจะมี และเชื่อมต่อกับนาฬิกาชีวภาพในระบบประสาทส่วนกลางเมื่อหลุดออกจากเฟส ในลักษณะที่คอมพิวเตอร์ที่เชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตจะซิงโครไนซ์นาฬิกากับเซิร์ฟเวอร์เวลาสากล นอกจากนี้สิ่งเร้าทางประสาทสัมผัสเช่นแสงแดดยังประสานทั้งระบบกับโลก คนตาบอดอย่างสมบูรณ์มีจังหวะการทำงานของชีวิต แต่หากไม่มีการแก้ไขภายนอกหรือ 'การรถไฟ' เขาหรือเธออาจออกจากโลกได้
ผู้ที่มีความผิดปกติของการนอนอาจมีปัญหาคล้ายคลึงกัน ซึ่งเป็นจังหวะการนอนซึ่งไม่สอดคล้องกับโลกภายนอกเล็กน้อย อาการเจ็ทแล็กเป็นปัญหาระยะหายนะ โดยผู้ป่วยมีเวลาหลายชั่วโมงไม่สอดคล้องกับโลก และมีแนวโน้มที่จะอยู่ในสภาวะสับสนจนกว่าสัญญาณภายนอกจะรีเซ็ตนาฬิกาของร่างกาย นั่นคือเหตุผลที่เราแนะนำให้ทำตามวงจรการนอนหลับของปลายทางโดยเร็วที่สุด
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ยาได้มีส่วนร่วมกับระบบการกำกับดูแลร่างกาย การใช้เมลาโทนินซึ่งเป็นฮอร์โมนจัดการการนอนหลับที่หลั่งโดยต่อมไพเนียลนั้นค่อนข้างเป็นที่นิยมและมีการกำหนดเพื่อจัดการกับอาการเจ็ทแล็กและการนอนไม่หลับ ความสำคัญของลำดับเหตุการณ์ซึ่งบุกเบิกโดยนักวิจัยเช่น Mairan เป็นที่ชื่นชมและอาจค้นพบความสัมพันธ์ระหว่างระยะเวลาของการบริหารยาและประสิทธิผลของยา ความผิดปกติของวิถีชีวิตเช่นโรคเบาหวานและโรคหลอดเลือดหัวใจมีความเกี่ยวข้องกับจังหวะชีวิตที่ไม่เป็นระเบียบ และมีความกังวลเกี่ยวกับผลการเผาผลาญของอาชีพที่บังคับออกจากจังหวะปกติ - ลูกเรือของสายการบินมีความเสี่ยงและธุรกิจคอลเซ็นเตอร์สามารถย้อนเวลากลางวันและกลางคืนของคนงานได้อย่างถาวร
สิ่งเหล่านี้เป็นการเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ต่อพ่วง แต่ความเข้าใจเกี่ยวกับพลังงานหลักของนาฬิกาในร่างกายอาจช่วยให้มีการแทรกแซงที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้น และในขณะที่งานของ Hall, Rosbash และ Young อยู่ที่ระดับภายในเซลล์ ก็ควรนำไปสู่ความเข้าใจที่ดีขึ้นว่านาฬิกานับล้านในร่างกายทำงานร่วมกันอย่างไร ในที่สุด อาจช่วยไขความลับของระบบกระตุ้นไขว้กันเหมือนแหจากน้อยไปมากได้อย่างสมบูรณ์ โครงสร้างในก้านสมองที่ควบคุมการเปลี่ยนแปลงระหว่างการนอนหลับและความตื่นตัว เชื่อกันว่าเป็นที่นั่งของสติและตอบคำถามพื้นฐานของมนุษย์ด้วยความสงบ การประกัน: ฉันมีอยู่
เจฟฟรีย์ ซี ฮอลล์ 72
ได้รับปริญญาเอกในปี 1971 ที่มหาวิทยาลัยวอชิงตันในซีแอตเทิล เป็นนักศึกษาปริญญาเอกที่ Caltech, 1971-73, เข้าร่วม Brandeis University ใน Waltham ในปี 1974 และได้ร่วมงานกับ University of Maine ในปี 2002
ไมเคิล รอสแบช 73 ปี
ได้รับปริญญาเอกในปี 1970 ที่ MIT และเป็นนักศึกษาปริญญาเอกที่มหาวิทยาลัยเอดินบะระในสกอตแลนด์ในอีกสามปีข้างหน้า ตั้งแต่ปี 1974 เขาเป็นอาจารย์ที่ Brandeis University ในเมือง Waltham ประเทศสหรัฐอเมริกา
Michael W Young, 68 ปี
ได้รับปริญญาเอกที่มหาวิทยาลัยเทกซัสในออสตินในปี พ.ศ. 2518 ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2518-2520 เขาเป็นนักศึกษาปริญญาเอกที่มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดในปาโลอัลโต ตั้งแต่ปี 1978 เขาเป็นอาจารย์ที่ Rockefeller University ในนิวยอร์ก
อัลเฟรด โนเบล: ชายผู้อยู่เบื้องหลังรางวัล
อัลเฟรด โนเบล นักเคมี วิศวกร นักประดิษฐ์ นักธุรกิจ และผู้ใจบุญ ชาวสวีเดน เกิดที่กรุงสตอกโฮล์มเมื่อวันที่ 21 ตุลาคม พ.ศ. 2376 ในปี พ.ศ. 2410 เมื่อสิ้นสุดการทดลองเคมีไนโตรกลีเซอรีนเป็นเวลาหลายปี ไดนาไมต์ที่ได้รับสิทธิบัตรของโนเบล ซึ่งปฏิวัติการทำเหมืองและวิศวกรรมโยธา ในศตวรรษที่ 19 เขายังคงทำงานเกี่ยวกับเทคโนโลยีวัตถุระเบิดและการประดิษฐ์ทางเคมีอื่นๆ และเมื่อเขาเสียชีวิตในปี พ.ศ. 2439 มีสิทธิบัตร 355 ฉบับ โนเบลก่อตั้งและเป็นเจ้าของกาแล็กซีของบริษัทต่างๆ ซึ่งรวมถึงโบฟอร์สตั้งแต่ปี พ.ศ. 2437 จนกระทั่งถึงแก่กรรม
เมื่อวันที่ 27 พฤศจิกายน พ.ศ. 2438 โนเบลได้ลงนามในพินัยกรรมที่สามและครั้งสุดท้ายซึ่งเขาทิ้งทรัพย์สมบัติไว้มากมายเพื่อจัดตั้งกองทุนซึ่งจะมีการแจกจ่ายดอกเบี้ยเป็นประจำทุกปีในรูปแบบของรางวัลแก่ผู้ที่ในปีที่แล้ว จะทรงประทานคุณประโยชน์สูงสุดแก่มวลมนุษยชาติ
แบ่งปันกับเพื่อนของคุณ:
