76.1

76. nové poznatky v biomedicíně

Molekulární mechanismy kontroly cirkadiánních rytmů (2017 nobelova cena, Jeffrey C. Hall, Michael Rosbach, Michael W. Young)

            Využili octomilky a izolovaly gene, který kontroluje normální denní biologické rytmy. Tento gen kóduje protein, který se akumuluje v buňce během noci a ve dne je degradován. Dále identifikovali doplňkové proteiny, které mají roli v regulaci rytmu.

            Před nimi bylo zjištěno, že máme nějaký mechanismus („biologické hodiny“), který pomáhá připravit fyziologii těla na změny dne a noci. Ale jak tento mechanismus funguje vysvětlili až oni.

            Podařilo se jim izolovat period gen, který kóduje protein PER. Dále zjistili, že hladiny PER proteinu a mRNA transkribované z period genu se během dne mění, s největší hodnotou v noci. Dále přišli na to, že PER protein cykluje mezi cytoplazmou a jádrem a že to je transkripční regulátor. Young objevil timeless gen, jehož mRNA (jeho hladina) se také mění v průběhu 24 hodin. TIM protein se váže na PER a umožňuje mu dostat se do jádra. Došlo k objevení clock a cycle genů, jejichž proteiny (CLOCK - CLK a CYCLE - CYC) spolu reagují a váží se na specifické místo na period a timeless genech a positivně regulují transkipci a že TIM a PER fungují jako negativní transkripční regulátory. Pak byl objeven gen doubletime, který kóduje kinázu DOUBLETIME (DBT), která pozdržuje akumulaci PER proteinu v cytoplazmě a dále fosforyluje PER protein a urychluje jeho degradaci v ranních hodinách, kdy se od něj odtrhne TIM protein, který je degradován CRY krytochromem (kódovaný cry genem – aktivuje ho sluneční světlo).