Premio Nobel 2017 assegnato agli scienziati che hanno scoperto il meccanismo molecolare che controlla il ritmo circadiano

Nobel 2017

Jeffrey Hall dell’Università del Maine, Michael Rosbash dell’Università Brandeis di Waltham (Massachusetts) e Michael Young della Rockefeller University di New York hanno ricevuto il premio Nobel 2017 per la medicina (1,1 milioni di dollari) per aver scoperto il meccanismo molecolare che controlla il ritmo circadiano, ossia il comportamento dell’orologio biologico, implicato nel disturbi del sonno e altre condizioni patologiche.

Orologio biologico e ritmo circadiano: come funzionano?

” Studiando il Dna del moscerino della frutta, i tre scienziati americani hanno isolato un gene che controlla il normale ritmo biologico ed hanno dimostrato che questo gene codifica una proteina che si accumula nella cellula durante la notte e poi viene degradata durante il giorno”.

Successivamente, hanno individuato ulteriori componenti proteici di questo sistema, svelando il meccanismo che governa l’orologio autosufficiente all’interno della cellula.

Le scoperte di questi tre scienziati spiegano come le piante, gli animali e gli esseri umani adattano il loro ritmo biologico in modo che sia sincronizzato con le rivoluzioni della Terra.

Il nostro orologio interno adatta la nostra fisiologia alle fasi diverse della giornata. L’orologio regola funzioni critiche come il comportamento, i livelli ormonali, il sonno, la temperatura corporea e il metabolismo.

 La maggior parte degli organismi viventi si adatta ai cambiamenti quotidiani dell’ambiente e al normale e consueto ciclo di luce e buio. Durante il XVIII secolo, l’astronomo Jean Jacques d’Ortous de Mairan ha studiato le piante di mimose ed ha notato che le foglie della pianta si aprivano verso il sole durante il giorno e si richiudevano al tramonto. Si chiese dunque che cosa sarebbe successo se le piante fossero lasciate sempre al buio. Fece un esperimento e scoprì che indipendentemente dalla luce solare, le foglie della mimosa continuavano a seguire la loro normale oscillazione quotidiana. Le piante sembravano avere un proprio orologio biologico.

Altri ricercatori hanno scoperto che non solo le piante, ma anche gli animali e gli esseri umani, hanno un orologio biologico che adatta il nostro organismo e le funzioni fisiologiche alle varie ore della giornata. Questo adattamento regolare viene definito appunto, ritmo circadiano.

Nel 1984, Jeffrey Hall e Michael Rosbash, che lavorano in stretta collaborazione all’Università Brandeis di Boston e Michael Young alla Rockefeller University di New York, riuscirono a isolare il gene Period. Jeffrey Hall e Michael Rosbash hanno poi scoperto che PER, la proteina codificata dal gene, si accumulava durante la notte ed veniva degradata durante il giorno.

Scoprirono dunque che i livelli di proteine ​​PER oscillano su un ciclo di 24 ore, in sincronia con il ritmo circadiano.

Successivamente i ricercatori volevano capire come faceva l’orologio a essere sempre preciso e a non andare avanti o rimanere indietro. Jeffrey Hall e Michael Rosbash ipotizzarono che la proteina PER bloccava l’attività del gene Period, ma la loro spiegazione, abbastanza complicata, non riusciva a spiegare completamente gli ingranaggi che muovono le lancette dell’orologio biologico.

Nel 1994 Michael Young scoprì un secondo gene dell’orologio, chiamato timeless (senza tempo), che codifica un’altra proteina, TIM, necessaria per un normale ritmo circadiano. Sempre a Young dobbiamo la scoperta di un terzo gene, Doubletime, responsabile della codifica di un’altra proteina: si trattava dell’informazione mancante per capire come l’orologio si adattasse con grande precisione a un ritmo di 24 ore.

 

 

 

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