Nobelprijs geneeskunde voor biologische klok

12 oktober 2017

Amerikanen ontdekten 3 genen Period, Timeless en Doubletime die verantwoordelijk zijn voor de biologische klok.

Vergroting

 

De Nobelprijs voor fysiologie of geneeskunde gaat dit jaar naar 3 Amerikanen die moleculaire mechanismes van het circadiane ritme hebben ontrafeld. Jeffrey Hall, Michael Rosbash en Michael Young hebben duidelijk gemaakt hoe bepaalde genen elk etmaal op gezette tijden 'aan' en 'uit' gaan. Volgens het Nobelprijscomité heeft de chronobiologie (of circadiane biologie) sindsdien een vlucht genomen.

De meeste organismes op aarde hebben een interne biologische klok, die zorgt dat de fysiologische processen tijdens dag en nacht verschillend zijn. Deze klok kan van buiten worden bijgesteld door zogenaamde 'tijdgevers'. Licht is daarvan de belangrijkste. Die bijstelling is nodig omdat niet alle interne biologische klokken een ritme van 24 uur hebben, en omdat het afhangt van de plaats op aarde en het seizoen hoe dag en nacht zich verhouden. Het organisme zal zich daaraan moeten aanpassen om optimaal te kunnen functioneren.

Hall, Rosbash en Young deden hun werk vooral op fruitvliegen, waarbij in de jaren zeventig al mutanten waren ontdekt die afwijkende 24-uursritmes vertoonden. Een mutatie in een gen dat later het Period-gen (PER) is genoemd, lag daaraan ten grondslag.

Hall en Rosbash, die nauw samenwerkten, helderden vervolgens ook de werking van Period op: het gen codeert voor een eiwit genaamd PER, dat zich ’s nachts ophoopt en overdags wordt afgebroken. Vervolgens beredeneerden ze dat er een feedbacklus in moest zitten, waarbij PER de expressie van zijn eigen gen blokkeert.

De volgende vraag was hoe PER, dat net als andere eiwitten wordt geproduceerd in het cytoplasma, kan doordringen tot in de celkern waar dat gen zit. Young leverde in 1994 het antwoord: er is een tweede klokgen bij betrokken, dat hij Timeless noemde. Dit gen produceert een eiwit genaamd TIM dat met PER samenwerkt.

Vervolgens vond Young nog een derde gen, Doubletime, dat codeert voor het DBT-eiwit. Dit is een kinase dat PER fosforyleert en daardoor de afbraak ervan bevordert.

Samen vormen Period, Timeless en Doubletime een zogeheten feedbackcirkel met een vaste frequentie, die uitkomt op ongeveer 24 uur.

In mensen zijn dergelijke feedbackcirkels ook beschreven, maar het is niet bekend hoe belangrijk deze voor het functioneren zijn. De chronobiologie staat desalniettemin ook bij humaan onderzoek al jaren in de belangstelling. Gezien de invloed van de biologische klok op onder meer slaap en hormonen zoals cortisol en insuline, herbergt dit onderzoeksveld belangrijke aanknopingspunten voor de behandeling van slaapstoornissen en metabole stoornissen.

Bron: Nobel prize

 

Gerelateerd nieuws:

 

Reacties

Zelf een reactie toevoegen

De velden gemarkeerd met een * zijn verplicht.