A cirkadián ritmust, azaz a "napi biológiai órát" szabályozó molekuláris mechanizmus kutatásáért három amerikai tudós, Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash és Michael W. Young kapja az idei orvosi-élettani Nobel-díjat.
Kozma Bognár László, a Szegedi Tudományegyetem növénybiológusa az InfoRádiónak elmondta: a mechanizmus lényegében ugyanúgy működik az emberekben, állatokban és növényekben. A felfedezés segítségével az orvoslásban például a kemoterápiás eljárások hatékonyságát is sikerült növelni.
Génkapcsolgató szerkezet
A cirkadián szó a latin cirkadien szóból ered, amelynek jelentése "körülbelül egy nap". Ez utal arra, hogy biológiai ritmusról van szó, amelynek hossza körülbelül egy földi nap. Ami pedig a ritmust létrehozza, az a cirkadián óra.
"Fejlettebb élőlényekben ez egy, génekből és gének által kódolt fehérjékből álló szerkezet, amelyben a gének egymás kifejeződését szabályozzák. Ez tevődik át különféle jelátviteli utakon olyan magasabb rendű folyamatokra, mint az embernél az alvás-ébrenlét szabályozása, az ecetmuslicában (ami a három Nobel-díjas kutatásai során a modellszervezet volt) pedig például a mozgási aktivitást szabályozza 24 órás periodicitással" - magyarázta a Szegedi Tudományegyetem növénybiológusa.
"Mi itt növényekkel dolgozunk a Szegedi Biológiai Kutatóintézetben. Növényekben számos gén kifejeződését vagy például kis növénykék levelének mozgását szabályozza ez a cirkadián óra egynapos periodicitással" - mondta Kozma Bognár László.
Mindennek a biológiai értelme az, hogy
az óra az egyes életfolyamatokat azokra a napszakokra időzíti, amikor azokra a leginkább szükség van.
Amikor viszont nem szükségesek, akkor a folyamat létrehozásáért szükséges géneket és fehérjéket egyszerűen lekapcsolja, és ezáltal energiát, erőforrásokat takarít meg az organizmus számára.
Azonos működés, eltérő egységek
A sejtmaggal rendelkező élőlényeknél - ide tartozik az ember, az állatok és a növények - az óra működésének elve (adott gén által kódolt fehérje) előbb-utóbb visszahat saját génjeinek fejlődésére - negatívan. Ez az alapvető szabályozó elv megegyezik a növényekben, az állatokban és az emberben. Ám az egyes gének és fehérjék, amelyek a ritmust létrehozzák, eltérőek - mutatott rá Kozma Bognár László.
A kemoterápiában is segít
A cirkadián ritmus egészségügyi hatásai közül a legérdekesebb talán az egyes kronotípusok megléte. Ez azt jelenti, hogy mikor kelnénk és feküdnénk, ha a társadalmi elvárások nem kényszerítenék ránk ennek megszabott idejét. Ennek két szélső esetét nevezzük magyarul hajnali pacsirtának és éjjeli bagolynak. Kiderült, hogy
ezeknek az egyéni eltéréseknek a hátterében a humán cirkadián órát felépítő fehérjékben megtalálható egyedi eltérések állnak.
"Ugyanakkor a három Nobel-díjas kutatásainak konkrét egészségügyi hozadéka is van már. Ez a bizonyos időzítés ugyanis a rákos sejtekben másképp működik. Ez alapján meg lehet határozni egy olyan időszakot, amikor a kemoterápiát érdemesebb elvégezni, mivel ekkor a ráksejtekre kifejtett gátló vagy pusztító hatása maximalizálható, mindemellett minimalizálható az egészséges sejtekre gyakorolt káros mellékhatása - mondta a Szegedi Tudományegyetem növénybiológusa, Kozma Bognár László.