با جعبه سیاه بدن انسان آشنا شوید

در میان ناباوری محققان سه دانشمند آمریکایی برای تحقیقات خود درباره ساعت بیولوژیک بدن برنده جایزه نوبل پزشکی شدند. این ساعت کارکرد بدن را طی شبانه روز تنظیم می کند.

 دهم مهرماه جاری جفری سی هال، مایکل راسباش و مایکل دبلیو یانگ، سه دانشمند آمریکایی برای تحقیقات خود درباره ساعت بیولوژیک بدن انسان موفق به دریافت جایزه نوبل پزشکی شدند.

راسباش یکی از اعضای هیات علمی دانشگاه براندیس، یانگ از استادان دانشگاه راکفلر و هال از دانشگاه مین  در این تحقیق با یکدیگر همکاری کرده اند.

ساعت بیولوژیک بدن یا «ریتم شبانه روزی» عامل خوابیدن افراد در شب و البته تغییرات مهمی در رفتار و بدن انسان است.

این ریتم شبانه روزی در تمام سلول های بدن انسان، گیاهان، حیوانات و قارچ ها نیز وجود دارد. حالات روحی، سطح هورمون ها، دمای بدن و متابولیسم  همگی با توجه به این ریتم تنظیم می شوند. در کوتاه مدت، اختلال در ساعت بدن روی تشکیل حافظه تاثیر می گذارد اما در بلند مدت خطر ابتلا به بیماری های مختلف از جمله دیابت نوع دوم، سرطان و حمله قلبی را می افزاید.

به هرحال محققان برنده این جایزه ۱.۱ میلیون دلاری توانستند ژن کنترل کننده ساعت بیولوژیک بدن انسان را ایزوله کنند. به عبارت دیگر آنها توانستند چشم اندازی به داخل ساعت بیولوژیک بدن ایجاد کرده و شیوه عملکرد داخلی آن را روشن کنند.

کشف ساعت بیولوژیک در ژن مگس میوه

تحقیقات این سه دانشمند از سال ۱۹۸۴ میلادی آغاز شد. در آن زمان راسباش و هاول هر دو در دانشگاه براندیس مشغول فعالیت بودند. آنها همراه یانگ توانستند ژن پریود را در مگس های میوه ایزوله کنند.  راسباش و هال متوجه شدند پروتئینی به نام PER که توسط این ژن کدگذاری شده در شب افزایش یافته و طی روز ازبین می رود. به عبارت دیگر آنها ساعت بیولوژیک موجود در این ژن را کشف کردند.  

در سال های بعد یانگ ژن های ساعتی دیگری کشف کرد که روی ثبات پروتئین PER تاثیرگذار بودند. این محققان متوجه شدند اگر سطح این پروتئین ثابت باشد، ساعت بیولوژیک کندتر حرکت می کرد و اگر از ثبات آن کاسته می شد، ساعت بیولوژیک با سرعت بیشتری حرکت می کرد.

همچنین ثبات پروتئین PER را می توان یکی از دلایل آن دانست که برخی افراد سحرخیز و برخی دیگر شب زنده دار هستند. در حقیقت ثبات پروتئین PER را می توان یکی از دلایل آن دانست که برخی افراد سحرخیز و برخی دیگر شب زنده دار هستند.  به عبارت دیگر هنگامیکه این پروتئین در بدن انسان ثبات دارد، فرد سحرخیز است و در صورت برهم خوردن ثبات، فرد شب زنده دار می شود.

با کمک اکتشافات این دانشمندان مکانیسم اصلی ساعت بیولوژیک بدن انسان تعیین شد.

مایکل هستینگز یکی از دانشمندانی است که در آزمایشگاه MRC کمبریج روی ساعت بیولوژیک بدن تحقیق می کند. او در این باره می گوید: سازوکار ساعت بیولوژیک بدن به جعبه سیاه حیات انسان  مشهور است.

دربیانیه کمیته نوبل پزشکی آمده است: «ریتم های دورانی این ساعت داخلی عملکرد بدن را در مراحل مختلف روز تعیین می کند و  بر خواب، رفتار، سطح هورمون و دما و متابولیسم بدن تاثیر می گذارد.

همچنین هنگامیکه به طور موقت میان محیط خارجی و ساعت بیولوژیک بدن انسان ناهماهنگی اتفاق می افتد، سلامت فرد تحت تاثیر قرار می گیرد. مانند زمانی که  فرد سفر می کند.  نشانه هایی از ناهماهنگی مزمن میان شیوه زندگی ما و ساعت بیولوژیک بدن انسان وجود دارد و همین امر خطر ابتلا به بیماری های مختلف را افزایش می دهد.

همچنین برندگان جوایز نوبل ۲۰۱۷ توانستند میزان آگاهی درباره اهمیت خواب سالم  را بیفزایند.

جالب آنکه تحقیق برنده نوبل پزشکی ۲۰۱۷ میلادی مانند سال گذشته بسیار غیرمنتظره بود. نام این سه دانشمند برنده در هیچ یک از فهرست نامزدهای احتمالی این جایزه وجود نداشت. حتی هنگامیکه با تماس تلفنی و پس از اطلاع از پیروزی خود گفت: حتما با من شوخی می کنید.

بسیاری از کارشناسان تخمین می زدند تحقیقات درباره ایمون تراپی (استفاده از سیستم دفاعی بدن برای مبارزه با سرطان) یا ابزار اصلاح ژنتیک CRISPRبرنده نوبل پزشکی باشند.

سال گذشته جایزه نوبل پزشکی به پروفسور یوشینوری اسومی  ژاپنی تعلق گرفت. کمیته نوبل  برای کشف مکانیسم اتوفاژی  این جایزه را به اسومی  اهدا کردند.   مکانیسم اتوفاژی یا خودخواری سلولی، تخریب و بازیافت اجزا سلول توسط خود سلول است که به  دلیل کمک به شناخت و درمان بیماریهایی همچون سرطان، دیابت، پارکینسون و بیماریهای سلسله اعصاب بسیار مهم است.