Informasi

Bagaimana Pesona Lalat Buah Jeffrey Hall Menghancurkan Ritme Circadian

Bagaimana Pesona Lalat Buah Jeffrey Hall Menghancurkan Ritme Circadian

Jeffrey C. Hall adalah ahli genetika pemenang Hadiah Nobel yang minatnya pada lalat buah telah terbukti revolusioner untuk pemahaman kita tentang ritme sirkadian. Di sini kita menjelajahi orang di balik Hadiah Nobel dan secara singkat menyentuh mengapa karyanya begitu penting.

TERKAIT: HADIAH NOBEL DALAM OBAT YANG DIHARGAI UNTUK PENEMUAN BAGAIMANA SEL KAMI MELACAK WAKTU

Siapakah Jeffrey C. Hall?

Hall adalah ahli genetika Amerika yang terkenal karena penelitiannya tentang perilaku dan ritme biologis lalat buahDrosophila melanogaster. Ia lahir pada tanggal 3 Mei 1945 di Brooklyn, New York dan bersama-sama dianugerahi Penghargaan Nobel untuk Fisiologi atau Kedokteran atas kontribusinya terhadap penemuan bagaimana sel-sel hewan melacak waktu.

Hall menghabiskan masa mudanya tinggal di luar Washington D.C. dimana ayahnya bekerja untuk Associated Press meliput 'toings' dan 'froings' dari Senat AS. Ayahnya akan menjadi pengaruh besar di Hall dan menanamkan kebutuhannya untuk mengikuti perkembangan terkini.

Dia awalnya berencana untuk mengejar karir di bidang kedokteran tetapi segera menjadi terpesona oleh lalat buah selama studi sarjana di Amherst College.

Saat kuliah, Hall bekerja di bawah Philip Ives, yang juga berpengaruh besar padanya. Di bawah pengawasan Ives, Hall mempelajari induksi rekombinasi dan translokasi Drosophila spesimen.

Berdasarkan pekerjaannya yang luar biasa di Amherst, dia dibujuk untuk mengejar gelar Ph.D. dalam genetika di University of Washington, Seattle.

Setelah bertugas di California Institute of Technology di Pasadena, Hall mulai bekerja di Brandeis University di Waltham, Massachusetts pada tahun 1974.

Pada tahun 2004, Hall diangkat menjadi Profesor Emeritus Biologi di Brandeis. Hall kemudian bergabung dengan University of Maine sebagai profesor tambahan. Dia kemudian menjadi Profesor Neurogenetika Libra.

Jeffrey mengajar di universitas hingga 2012.

Selain Hadiah Nobelnya yang memang pantas, Hall adalah penerima berbagai penghargaan lainnya selama karirnya, termasuk, namun tidak terbatas pada: -

  • The Gruber Prize in Neuroscience (2009) - dibagikan dengan Michael Rosbash dan Michael Young.
  • Penghargaan Internasional Gairdner Kanada (2012) - juga dibagikan dengan Rosbash dan Young.

Hall juga menjabat sebagai editor untuk beberapa jurnal ilmiah dan terpilih sebagai anggota dari beberapa organisasi ilmiah, termasuk American Academy of Arts and Sciences (2001) dan National Academy of Sciences (2003).

Di bidang ilmiah apa Jeffrey Hall bekerja?

Disiplin ilmiah utama Hall adalah genetika.

Pekerjaan hidupnya terutama berfokus pada mekanisme molekuler yang mendasari ritme biologis lalat buah. Karyanya, tidak sedikit, telah memungkinkan para ilmuwan memperoleh wawasan tentang ritme sirkadian hewan.

"Di dalam sel kita, jam internal membantu kita menyesuaikan ritme biologis kita dengan fase berbeda siang dan malam. Jeffrey Hall, Michael Rosbash, dan Michael Young mempelajari lalat buah untuk mencari tahu cara kerja jam ini.

Pada tahun 1984 mereka berhasil mengidentifikasi gen yang mengkode protein yang terakumulasi pada malam hari tetapi terdegradasi pada siang hari. Mereka juga mengidentifikasi protein tambahan yang merupakan bagian dari jam biologis yang mengatur sendiri di dalam sel lalat buah.

Prinsip yang sama telah terbukti berlaku untuk hewan dan tumbuhan lain. "- Hadiah Nobel.

Jika Anda tidak menyadarinya, ini adalah jam biologis 24 jam yang mengatur dirinya sendiri yang mendorong perilaku banyak hewan, termasuk manusia. Untuk ini, ia bersama-sama dianugerahi Harga Nobel dalam Fisiologi atau Kedokteran pada tahun 2017.

Ia berbagi hadiah dengan dua ilmuwan Amerika lainnya, Michael Rosbash dan Michael W. Young.

Bagaimana pacaran dengan lalat buah menghasilkan Hadiah Nobel Hall-nya

Pekerjaan Hall terutama berfokus pada neurogenetika pacaran dan ritme biologis pada lalat buah. Sebagai bagian dari penelitian ini, Hall, saat mempelajari bagian sistem saraf lalat, menemukan bagian yang membantu mengatur perilaku "bernyanyi" pacaran.

Dia, dengan salah satu siswa pascadoktoralnya, menemukan bahwa "nyanyian" lalat muncul secara berkala dan secara berkala. Timnya kemudian menemukan bahwa lalat mutan tampaknya melakukan ritual pacaran mereka pada waktu yang tidak normal selama siklus tidur-bangun setiap hari.

"Mutasi yang mendasari gangguan tidur-bangun berada pada gen tak dikenal yang dinamaiTitik gen karena pengaruhnya yang nyata pada ritme sirkadian. "- Encyclopedia Britannica.

Setelah menerima beberapa kritik dari rekan-rekannya selama pertengahan 1980-an, Hall bekerja sama dengan Roshbash, untuk berhasil menemukan dan mengisolasi gen ini. Pada sekitar waktu yang sama, peneliti lain di Rockefeller University, New York, Young, secara independen melakukan hal yang sama.

Robash dan Hall kemudian menemukan bahwa tingkat yang disebut produk gen periode, Protein Periode (PER), tampaknya berfluktuasi di otak lalat buah. Dari studi mereka, mereka menemukan bahwa PER meningkat pada malam hari dan menurun pada siang hari.

Fluktuasi, atau osilasi, pada level PER ini juga tampak sebagai hasil dari umpan balik negatif. Mereka menemukan PER, diproduksi oleh lalat buah hingga mencapai tingkat kritis tertentu.

Setelah tercapai, sintesis PER akan mati secara otomatis.

"Dengan cara ini, produksi protein diatur dalam siklus 24 jam terus menerus. Hall, Rosbash, dan Young kemudian menemukan gen pengatur ritme tambahan dan selanjutnya menjelaskan mekanisme di mana cahaya dan faktor lain mempengaruhi waktu dalam jam sirkadian." - Encyclopedia Britannica.

Penelitian selanjutnya tentang subjek ini pada tahun 1990-an membantu Hall, Robash, dan yang lainnya menemukan bahwa gen baru mereka juga diekspresikan dalam sel tubuh lalat lainnya.

Apa relevansi penelitian lalat buah Hall dengan hewan lain?

Pekerjaan Hall dalam mempelajari ritme sirkadian lalat buah telah terbukti revolusioner untuk pemahaman kita tentang ritme sirkadian.

Hall juga berhasil menemukan bahwa gen tersebut mengekspresikan dirinya sebagai respons terhadap siklus gelap-terang - seperti siang dan malam. Dia menemukan sesuatu yang disebut pigment dispersing factor protein (PDF) membantu mengontrol ritme sirkadian mereka.

PDF, Hall juga menemukan, membantu mengontrol aktivitas lokomotor gen-gen ini dalam sel. PDF dilokalisasi ke neuron lateral ventral kecil (sLNvs) di Drosophila otak.

Berdasarkan penemuan ini, Hall dan koleganya dapat memastikan bahwa neuron ini bertindak seperti alat pacu jantung untuk ritme sirkadian pada lalat buah. Ia juga menyimpulkan bahwa PDF adalah protein utama untuk menjaga sinkronisasi di sel-sel tubuh lainnya.

Pada manusia, ritme ini membantu mengatur saat kita tidur, makan, melepaskan hormon, dan menaikkan / menurunkan tekanan darah. Kebiasaan seseorang dapat dengan mudah mengganggu siklus alami ini dengan bekerja lembur, melakukan perjalanan jarak jauh dengan pesawat, dan begadang di malam hari.

Meskipun gangguan seperti ini dapat memiliki implikasi serius bagi kesehatan Anda secara umum, untungnya, gangguan tersebut dapat diatur ulang.

Irama ini dikendalikan oleh gen serupa dan protein yang diekspresikan pada hewan lain seperti pada lalat buah. Pada manusia, inti suprachiasmatic (SCN) yang terletak di hipotalamus analog dengan neuron lateral ventral kecil lalat buah (sLN).vs).

Protein yang disebut neuropeptide vasoactive intestinal peptide (VIP) juga merupakan homolog PDF lalat buah pada manusia.

Aktivitas saraf dan hormonal SCN dan VIP masing-masing, mengatur banyak fungsi tubuh yang berbeda dalam siklus 24 jam, menggunakan sekitar 20.000 neuron.

"Setiap organisme hidup di planet ini merespons matahari," kata Perawat Sir Paul (yang berbagi hadiah Nobel 2001).

"Semua perilaku tumbuhan dan hewan ditentukan oleh siklus terang-gelap. Kita di planet ini adalah budak matahari. Jam sirkadian tertanam dalam mekanisme kerja kita, metabolisme kita, tertanam di mana-mana, ini adalah fitur inti nyata untuk memahami kehidupan." dia menambahkan.

Fakta terpilih tentang Jeffrey Hall

1. Hall dianugerahi Penghargaan Nobel untuk Fisiologi atau Kedokteran pada tahun 2017.

2. Pekerjaan Hall telah memungkinkan para ilmuwan untuk mengungkap gen dan hormon yang membantu mengontrol ritme sirkadian hewan.

3. Hall lahir pada Mei 1945 dan saat ini berusia 74 tahun.

4. Ketertarikan Hall pada lalat buah dimulai selama studi sarjananya di Amherst College. Itu akan menentukan sisa karir akademis dan ilmiahnya.

5. Hall memiliki berbagai penghargaan sebagai pengakuan atas karyanya termasuk The Genetics Society of America Medal, The Gruber Prize in Neuroscience, The Louisa Gross Horwitz Prize, The Gairdner Foundation International Award, The Shaw Prize dan Wiley Prize.


Tonton videonya: Cara Mengatasi Lalat Buah Pada Tanaman Pare (September 2021).