Kellakeeramise vastu räägib ka Nobeliga pärjatud teadus

Päikesetõus Kakerdaja rabas. Foto: Sander Ilvest

2017. aasta Nobeli meditsiinipreemia pälvinud Ameerika molekulaarbioloogid Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash ja Michael W. Young tuvastasid molekulaarsed protsessid, mis kontrollivad meie kehadesse sisse ehitatud ööpäeva-rütme. 

Aastaid on olnud teada, et paljudes elusorganismides, muu hulgas ka inimestes, on olemas teatud sisemine kell, mis «tiksub» ööpäevarütmi järgi. Kuidas see kell täpselt töötab, ei olnud pikka aega aga teada. Pikka aega vaieldi sellegi üle, kas tegemist on tõesti rakusisese mehhanismiga või välismõjuga.

Oma aastakümneid väldanud teadustöös näitasid kolm molekulaarbioloogi, kuidas selle kella geneetiline ja molekulaarne mehhanism töötab.

Our biological clock helps to regulate sleep patterns, feeding behavior, hormone release and blood pressure #NobelPrize pic.twitter.com/NgL7761AFE

— The Nobel Prize (@NobelPrize) October 2, 2017

Selleks kasutati mudelorganismidena äädikakärbseid ning näidati, et on olemas konkreetsed geenid, mis seda öö-päeva rütmi mõjutavad. Nad näitasid, et selle geeni põhjal kodeeritakse valku, mis öö jooksul raku tuumas koguneb ja päeva jooksul hävib. Lisaks tuvastati ka valke, mille abil neid protsesse kontrollitakse.

Praeguseks on teada, et selline kell on olemas pea kõigis meie rakkudes, kuid laureaatide töö põhilise väärtusena toob Nobeli nõukogu välja just molekulaarsel tagasisidel põhineva mehhanismi kirjeldamist.

Preemia välja andmisel toodi välja, et üks avastuse ilmsemaid rakendusi on võimalus ravida unehaigusi või isegi jetlag’i, kuid reaalsemate rakenduste arendamine on veel arenev valdkond.

Samas näitab molekulaarsel tasemel toimiva mehhanismi olemasolu sedagi, et inimesele või õigupoolest ükskõik millisele elusolendile võib kellaaja meelevaldne muutmine stressi tekitada. Õigupoolest olid paljud meist kogenud kellakeeramisega kaasnevat ebameeldivat pinget varemgi, kuid Roshbashi, Youngi ja Halli tuvastatud mehhanismid näitasid veenvalt, et organismidel on tõepoolest olemas oma rütm, mis kella keeramise korral sassi läheb.

Mida Nobeli saanud teadlased täpselt avastasid?

2017. aasta Nobeli meditsiinipreemia pälvis teadlaste grupp (Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash ja Michael W. Young) uneärkveloleku rütmi otseselt mõjutava geeni määramise eest äädikakärbsel. Leitud geeni  abil  sünteesitakse  uneajal rakku valku, mis päeva jooksul laguneb. PER-valguks nimetatu kontsentratsioon võngub 24tunnises tsüklis. Võnkumine saab võimalikuks seetõttu, et PER-valk suunatakse veel ühe valgu abil rakutuuma, kus see pärsib teda ennast sünteesiva geeni aktiivsuse. Valk laguneb (see on loomulik protsess), aga geen, millest valk tuleneb, muutub taas aktiivseks ja järgmisel ööl sünteesitakse sobilik kogus PER-valku. Geneetiliselt paika pandud uneärkveloleku rütmi sihilik muutmine kellakeeramise näol: liigvarane ärkamine, koormust nõudvate tegevuste regulaarne  harrastamine, kui organism pole selleks valmis, tekitab unevõla. Selle tulemuseks on elukvaliteedi järsk langus, psüühilise seisundi halvenemine ja sellest tulenev töökvaliteedi langus aga ka tõsised töövead ja -õnnetused.

Allikas: Eesti unemeditsiini Selts