Autentificare
Dacă ești abonat medichub.ro, autentificarea se face cu adresa de E-mail și parola pe care le utilizezi pentru a intra în platformă.
Abonează-te la „Viața medicală” ca să ai acces la întreg conținutul săptămânalului adresat profesioniștilor din Sănătate!
#DinRecunostinta
Căutare:
Căutare:
Acasă  »  ACTUALITATE  »  OPINII

Nobel pentru ritmul circadian și criomicroscopia electronică

Viața Medicală
Dr. Aurel F. MARIN vineri, 13 octombrie 2017
     Mecanismele moleculare ce controlează ritmul circadian și criomicroscopia electronică pentru determinarea cu înaltă rezoluție a structurii biomoleculelor în soluție sunt descoperirile biomedicale premiate anul acesta cu Nobelul pentru fiziologie sau medicină, respectiv pentru chimie. Seria premiilor Nobel pentru științe ale naturii este completată de premiul pentru fizică, câștigat fără nicio emoție de trei fizicieni care au contribuit decisiv la detecția și observarea undelor gravitaționale.
     Au trecut doar doi ani de când a fost comunicată detectarea undelor gravitaționale, însă istoria celorlalte descoperiri premiate anul acesta este mult mai lungă. Premiul Nobel pentru fiziologie sau medicină a fost câștigat de americanii Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash și Michael W. Young pentru cercetări ale căror prime rezultate au fost publicate în urmă cu 33 de ani. În decembrie 1984, un colectiv condus de Hall și Rosbash, de la Universitatea Brandeis, publicau1 în Cell un interesant studiu prin care demonstrau cum mutații la nivelul locusului per, pe cromozomul X, la Drosophila melanogaster (banala musculiță de oțet), perturbă mai multe ritmuri biologice și cum anumite subsegmente ale regiunii per, transduse în genomul muștelor aritmice, refac ritmicitatea comportamentului locomotor circadian și cântecul de curtare al masculului. Tot la finele lui 1984, dar de data aceasta în Nature, Young și alți doi colegi de la Universitatea Rockefeller publicau2, la secțiunea de scrisori către editor, un studiu privind refacerea comportamentelor circadiene la Drosophila prin transfer de gene. Cercetarea viza același locus per, de unde era prelevată o secvență ADN de la o insectă ce prezenta comportamentul ritmic circadian și era introdusă în genomul unei drosofile aritmice, efectul fiind acela de refacere a comportamentului ritmic circadian. Primul studiu amintit a fost primit de Cellla 7 septembrie 1984, în vreme ce articolul semnat de Young și colab. a ajuns la Nature la 5 octombrie 1984.
     Premiul Nobel pentru chimie a fost câștigat de europenii Jacques Dubochet, Joachim Frank și Richard Henderson tot pentru cercetări desfășurate în anii ’80, de data aceasta în domeniul microscopiei electronice. Elvețianul Jacques Dubochet, de la Universitatea din Lausanne, are meritul de a fi reușit să adauge apa în microscopia electronică – apa se evaporă la microscopia electronică, ceea ce face ca structura tridimensională a biomoleculelor să se distrugă. Dubochet a reușit să vitrifice apa (prin răcire rapidă, apa se solidifică în formă lichidă în jurul unei mostre biologice), permițând astfel biomoleculelor să își păstreze forma originală chiar și în vid; metoda a fost explicată într-un articol3 publicat în Journal of Microscopy în 1981. Contribuțiile germanului Joachim Frank, de la Universitatea Columbia din New York, au constat în dezvoltarea, între 1975 și 1986, a unei metode de procesare a imaginii prin care imaginile difuze de microscopie electronică sunt analizate și puse laolaltă pentru a genera un model tridimensional foarte bine conturat4–6. În fine, scoțianul Richard Henderson, de la Cambridge, a reușit, în 1990, să genereze o imagine tridimensională a unei proteine la rezoluție atomică; rezultatele au fost publicate7 în Journal of Molecular Biology.
     În urma descoperirilor celor trei europeni și ale colaboratorilor acestora, s-a reușit optimizarea componentelor microscopului electronic, iar rezoluția atomică a fost atinsă în 2013. În prezent, structurile tridimensionale ale biomoleculelor pot fi realizate de rutină. În ultimii ani, numeroase studii au prezentat diverse structuri, de la proteine implicate în producerea rezistenței la antibiotice la proteinele de suprafață ale virusului Zika. Premiul Nobel pentru chimie acordat anul acesta vine la numai trei ani de premiul câștigat de Eric Betzig, Stefan W. Hell și William E. Moerner pentru dezvoltarea microscopiei de super-rezoluție în fluorescență. Iată cum metodele imagistice ultrastructurale continuă să aducă descoperitorilor cea mai înaltă recunoaștere din lumea științei – să nu uităm că și George Emil Palade a câștigat Nobelul pentru medicină pentru vizualizarea în microscopie electronică a ribozomilor.
     În ceea ce privește laureații Nobel pentru medicină de anul acesta, lucrurile sunt la fel de clare. Ceasul biologic este implicat în numeroase aspecte ale fiziologiei. Cunoaștem, în prezent, că toate organismele multicelulare au mecanisme similare prin care controlează ritmul circadian. O mare parte a genelor este controlată de ceasul biologic, astfel că un ritm circadian bine calibrat joacă un rol foarte important în adaptarea fiziologică la diversele faze ale zilei. Nu este deloc întâmplător faptul că descoperirile celor trei americani și ale colaboratorilor acestora au dus la dezvoltarea unui domeniu de cercetare foarte dinamic, cu implicații pentru sănătatea umană.
     Desigur, discuția în ce privește Nobelul pentru medicină de anul acesta are și o latură politică. În vreme ce premiul pentru fizică a avut nevoie doar de doi ani pentru a se materializa, de la descoperirea propriu-zisă, în medicină lucrurile sunt un pic mai controversate. Cea mai „fierbinte” descoperire rămâne sistemul de editare genomică CRISPR-Cas, care și-a găsit deja numeroase aplicații cu succes în biologie, medicină și agricultură. Comitetul Nobel de la Institutul Karolinska pare însă să aștepte lămurirea tuturor aspectelor legale în privința descoperirilor din acest domeniu – și numeroase procese sunt încă pe rol, între instituții academice de top din SUA – înainte de a recunoaște meritele savanților implicați în aceste descoperiri. Dificultatea de a decide câștigătorii dintre cei implicați în editarea genomică vine și din faptul că nu mai puțin de șapte nume sunt vehiculate cu șanse pentru la un astfel de premiu. Problema pentru CRISPR-Cas rămâne, deci, nu „dacă”, ci „când”. Iar răspunsul e relativ simplu: curând. La fel, o altă descoperire cu mari șanse la un Nobel pentru medicină este aceea privind elucidarea mecanismelor hipoxiei, pentru care s-a și acordat Premiul Lasker în 2016. Acolo mai rămân de aflat rezultatele studiilor clinice de fază 3, care să confirme că roxadustatul – probabil un viitor blockbuster care va înlocui eritropoietina, având avantajul unei administrări orale, cu mai puține riscuri și efecte secundare. Până la următoarele decizii ale Comitetului Nobel, rămânem cu câștigătorii merituoși de anul acesta – ritmul circadian pare să fie o descoperire mai puțin controversată decât autofagia, laureată în 2016.
1. Zehring WA et al. P-element transformation with period locus DNA restores rhythmicity to mutant, arrhythmic Drosophila melanogaster. Cell. 1984 Dec;39(2 Pt 1):369-76

2. Bargiello TA et al. Restoration of circadian behavioural rhythms by gene transfer in Drosophila. Nature. 1984 Dec 20-1985 Jan 2;312(5996):752-4

3. Dubochet J, McDowall AW. Vitrification of pure water for electron microscopy. J. Microsc. 1981;124:3-4

4. Frank J. Averaging of low exposure electron micrographs of non-periodic objects. Ultramicroscopy. 1975 Dec;1(2):159-62

5. Frank J, Al-Ali L. Signal-to-noise ratio of electron micrographs obtained by cross correlation. Nature. 1975 Jul 31;256(5516):376-9

6. Radermacher M et al. A new 3-D reconstruction scheme applied to the 50S ribosomal subunit of E. coli. J Microsc. 1986 Jan;141(Pt 1):RP1-2

7. Henderson R et al. Model for the structure of bacteriorhodopsin based on high-resolution electron cryo-microscopy. J Mol Biol. 1990 Jun 20;213(4):899-929

Abonează-te la Viața Medicală

Dacă vrei să fii la curent cu tot ce se întâmplă în lumea medicală, abonează-te la „Viața Medicală”, săptămânalul profesional, social și cultural al medicilor și asistenților din România!
  • Tipărit + digital – 160 de lei
  • Digital – 103 lei
Titularii abonamentelor pe 12 luni sunt creditați astfel de:
  • Colegiul Medicilor Stomatologi din România – 5 ore de EMC
  • Colegiul Farmaciștilor din România – 10 ore de EFC
  • OBBCSSR – 7 ore de formare profesională continuă
  • OAMGMAMR – 5 ore de EMC
Află mai multe informații despre oferta de abonare.