Нобелевскому комитету всегда удавалось обмануть ожидания публики

Популярная механикаНаука

Неделя высокой науки

Текст: Александр Ершов

Нобелевскому комитету всегда удавалось обмануть ожидания публики, но на этот раз ничего нельзя было поделать. В последние два года гравитационные волны стали самым обсуждаемым событием в физике, а их открытие пришлось ровно на столетний юбилей общей теории относительности. Кроме того, как раз накануне отпали последние сомнения в перспективах гравитационной астрономии: ученым впервые удалось наблюдать «эхо» слияния нейтронных звезд. Короче говоря, с премией по физике в этом году все было предсказуемо, чего нельзя сказать о двух других номинациях.

Физиология и медицина. Маятник биологических часов

Премию получили Майкл Росбаш, Джеффри Холл и Майкл Янг «за исследование молекулярных механизмов, контролирующих циркадные ритмы».

Каждый, кто хоть раз испытывал джетлаг, знает, что такое биологические часы. Их колебания контролируют сон, внимательность, метаболизм, даже температуру тела. Они существуют у людей и животных, растений, грибов и даже у цианобактерий. Но устройство маятника этих часов – того, что вызывает и контролирует их колебания, – до 70-х годов прошлого века было совершенно неизвестно. Строились самые разные предположения, связанные, например, с электрическими токами на клеточной мембране, но все они оказались неверными.

Решить эту загадку удалось именно нынешним лауреатам, хотя начало этой работе положил не доживший до вручения премии американский генетик Рональд Конопка. В 1971 году вместе с Сеймуром Бензером он поставил довольно простой эксперимент: накормил плодовых мушек мощным мутагеном и пронаблюдал за тем, как они ведут себя в течение суток. Оказалось, что среди мутантных животных были те, чей цикл активности увеличился до 28 часов, те, у кого он сократился до 19 часов, и те, кто вовсе перестал следить за временем. Но самое интересное было в том, что все три мутации приходились на один ген, а значит, именно он руководил работой биологических часов. Вот только как руководил – оставалось не понятно.

Диаграммы активности лабораторных животных собирают при помощи обычного датчика, прикрепленного к беговому колесу. Ровные полосы отмечают периоды строгой работы биологических часов, а «помехи» – их поломку.

Ключевой прорыв случился уже в 1980-е, когда Холл и Росбаш установили, что матричная РНК этого гена (черновик, с которого синтезируется белок) испытывает те же колебания, что и активность дрозофил: ее концентрация в мозге постоянно меняется. Исследования нынешних лауреатов позволили полностью расшифровать механизм колебаний. Оказалось, что их причиной является отрицательная обратная связь на основе транскрипции: если белок может воздействовать на собственный синтез и при этом иметь достаточно короткое время жизни, то в клетке неизбежно возникают колебания его концентрации. Помимо своего собственного гена, белок может действовать и на другие, и тогда уже их активность начинает меняться со временем.

Интересно, что биологические часы есть в каждой клетке организма и механизмы их синхронизации пока не до конца ясны. Например, эксперименты на химерах – животных, чье тело составлено из генетически разных организмов, – показали, что тут все решает демократия: чем больше в химерной мыши клеток с «правильными» генами, тем четче такие грызуны держат суточные ритмы.

Химия. Заглянуть внутрь молекулы

Премию получили Жак Дюбоше, Йоахим Франк и Ричард Хендерсон «за развитие криоэлектронной микроскопии, позволяющей с высоким разрешением определять структуру биомолекул в растворе».

Почти все лекарства, которые мы принимаем, будь они «от головы» или «от желудка», действуют не на абстрактные голову или желудок, а на конкретные биомолекулы-мишени, работа которых нарушена в результате болезни. Они могут быть не всегда известны, но, чтобы рационально создавать новые препараты, хорошо бы знать, как эти мишени устроены. Почти все они белки, большинство – рецепторы, то есть белки, живущие на клеточной мембране. Узнать их структуру можно было бы очень просто – достаточно прочитать аминокислотную последовательность и загрузить ее в компьютер, ведь структура белка полностью определяется последовательностью. Но даже современные мощные компьютеры не способны справиться с этой задачей. Подвижки в этом направлении есть (можно вспомнить краудсорсинговый проект FoldIt), но до решения «проблемы белка» пока очень далеко.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Летающий автомобиль Атаманова Летающий автомобиль Атаманова

Пятиместный автомобиль, первый полет которого планируется уже в сентябре

Популярная механика
Как сделать перекусы полезными? Как сделать перекусы полезными?

Рука так и тянется к печенькам, конфетам и чипсам, вот чем можно их заменить

Reminder
Лыжники с небес Лыжники с небес

Самолеты на лыжах, пожалуй, еще большая экзотика, чем гидросамолеты

Популярная механика
Что скрывает ночная сторона Венеры: аномальные открытия Что скрывает ночная сторона Венеры: аномальные открытия

Мрак ночи скрывает загадки и аномалии Венеры

Популярная механика
Ураганная энергия Ураганная энергия

Как направить в мирное русло энергию ураганов

Популярная механика
Лебединое озеро Лебединое озеро

Самым теплым морем в этом году оказалось озеро Байкал — и самым светским

Tatler
Рак: лечение не до победного конца Рак: лечение не до победного конца

Онкологи все еще пытаются добиться полной и безоговорочной победы над раком

GEO
Сити-брейк: когда нужен короткий выходной Сити-брейк: когда нужен короткий выходной

Путешествие на пару дней в другой город – отличный вариант, чтобы развеяться

Лиза
24 часа наедине с мужчиной 24 часа наедине с мужчиной

Всякий уважающий себя самец должен круглые сутки быть на высоте

Playboy
«Гнев человеческий» Гая Ричи: Голливуд времен старой этики «Гнев человеческий» Гая Ричи: Голливуд времен старой этики

Гай Ричи возвращает нас в Голливуд семидесятых-восьмидесятых годов

Эксперт
Закладка для псалмов, которую оценили только через 12 лет после создания: история стикеров Post-it Закладка для псалмов, которую оценили только через 12 лет после создания: история стикеров Post-it

Каждый великий новый продукт по крайней мере трижды убивается руководством

VC.RU
Он долго решался / не решался признаться ей в любви Он долго решался / не решался признаться ей в любви

Буквы одинаковые — значения противоположные

Наука
Накормить малоежку: чем грозит недоедание Накормить малоежку: чем грозит недоедание

Что включить в меню ребёнка и что нельзя делать, если ребёнок мало ест

9 месяцев
«Живу с абьюзером, который употребляет наркотики, и не могу уйти» «Живу с абьюзером, который употребляет наркотики, и не могу уйти»

Я была виновата даже в том, что на меня кто-то из мужчин смотрит

Psychologies
Глубокая заморозка Глубокая заморозка

Процедура сохранения фертильности все больше заботит умы 30-летних

Grazia
«Русские травести в истории, культуре и повседневности» «Русские травести в истории, культуре и повседневности»

Травести — театральное амплуа, изображение персонажа актером другого пола

N+1
Люди чувствуют себя счастливее после 30, показало новое исследование Люди чувствуют себя счастливее после 30, показало новое исследование

Оправдана ли идеализация молодости?

Inc.
Горностай забрался в дом к сотрудникам заповедника и поел борща Горностай забрался в дом к сотрудникам заповедника и поел борща

Маленький воришка скрылся с места преступления, но был снят на камеру

National Geographic
Четвертая промышленная революция: как биотехнологический стартап Benchling подошел к IPO с оценкой в $4 млрд Четвертая промышленная революция: как биотехнологический стартап Benchling подошел к IPO с оценкой в $4 млрд

Саджит Викрамасекара вошел в число основателей компаний-единорогов

Forbes
Группа Manicure возвращается спустя 7 лет молчания Группа Manicure возвращается спустя 7 лет молчания

Новый альбом группы Manicure: зачем он понадобился и почему его стоит послушать

GQ
Взбитые сливки Взбитые сливки

Хозяйка этого дома обожает интерьеры французских дворцов

AD
Григорий Добрыгин — о долготерпении, молчании и телефонных звонках Григорий Добрыгин — о долготерпении, молчании и телефонных звонках

Режиссер Григорий Добрыгин о фильме Sheena667

РБК
Живая душа дома в Тоскане Живая душа дома в Тоскане

Этому дому восемьсот лет!

Seasons of life
«О героях помнят, но землю наследуют выжившие» «О героях помнят, но землю наследуют выжившие»

Екатерина Шульман о «Властелине колец» Толкина и Джексона

Weekend
Петр I: коллекционер, исследователь, художник Петр I: коллекционер, исследователь, художник

Где Петр I обучался искусству графики и как отправился в Европу инкогнито?

Культура.РФ
Обзор TWS-гарнитуры Huawei FreeBuds 4i: четверка с плюсом Обзор TWS-гарнитуры Huawei FreeBuds 4i: четверка с плюсом

Наушники от Huawei показали образцовую автономность и отличное качество звучания

CHIP
Отчаянные безбилетники: как мигранты прячутся в отсеках шасси и почему это смертельно опасно Отчаянные безбилетники: как мигранты прячутся в отсеках шасси и почему это смертельно опасно

Как мигранты пытались добраться до стран первого мира в колесных нишах самолётов

TJ
Секреты похудения Дженнифер Лоуренс, Эммы Стоун и других голливудских актрис Секреты похудения Дженнифер Лоуренс, Эммы Стоун и других голливудских актрис

Кинозвезды раскрыли секреты стройных фигур

Cosmopolitan
Спасти всех от всего: краткий курс помощи при вывихе, обмороке, ожоге и прочих неприятностях Спасти всех от всего: краткий курс помощи при вывихе, обмороке, ожоге и прочих неприятностях

После нашего курса, ты сможешь оживить любую, даже самую скучную, вечеринку

Maxim
Россия для грустных. Почему из российских аптек исчез популярный антидепрессант «Золофт» Россия для грустных. Почему из российских аптек исчез популярный антидепрессант «Золофт»

С чем может быть связано отсутствие антидепрессантов в российских аптеках

СНОБ
Открыть в приложении