Vandaag: Geneticus/chronobioloog Jeffrey C. Hall (1945), moleculair-/chronobioloog Michael Rosbash (1944) en geneticus/bioloog Michael W. Young (1949)

De Amerikanen Jeffrey C. Hall (geboren in 1945 in New York), geneticus en chronobioloog, Michael Rosbash (geboren in 1944 in Kansas, Missouri), moleculair en chronobioloog, en Michael W. Young (geboren in 1949 in Miami, Florida), geneticus en bioloog, hebben baanbrekend werk verricht in de wetenschap van de biologische klok.

De ongebruikelijke precisie waarmee de biologische klok onze lichaamsfuncties zoals slaap, hormoonhuishouding en glucosemetabolisme aanstuurt, is gebaseerd op een ingewikkeld proces in de celkern van bepaalde cellen. Hierbij wordt de genetische informatie van het DNA door middel van transcriptie en translatie overgebracht naar een eiwit. De drie onderzoekers slaagden erin het moleculaire mechanisme van dit proces te ontcijferen. Ze gebruikten fruitvliegjes (Drosophila melanogaster), een van de best bestudeerde organismen ter wereld, als voorbeeld van het leven op aarde.

In 1984 slaagden Jeffrey Hall en Michael Rosbash erin voor het eerst een gen te isoleren en te klonen: “period” (PER), dat verantwoordelijk is voor het circadiaanse ritme. Ze ontdekten dat dit gen het dagelijkse biologische ritme bepaalt en dat het gen een eiwit bevat dat zich ‘s nachts in de cel ophoopt en overdag weer afbreekt. Michael Young identificeerde 10 jaar later, in 1994, met “timeless” (TIM) een ander gen, dat ook een directe invloed heeft op de biologische klok (fysiologische klok) van levende wezens. De onderzoekers ontdekten toen dat de genen die ze vonden speciale complexen vormen die vervolgens doordringen tot in de celkern en heel gericht bepaalde genen in deze cel uitschakelen. Na slechts een paar uur hebben speciale enzymen de PER/TIM-complexen afgebroken en begint de cyclus opnieuw.

Met de opheldering van dit moleculaire proces hebben de drie wetenschappers de basis gelegd voor het fascinerende onderzoeksgebied van chronobiologie en het belang ervan voor de geneeskunde. De biologische klok lijkt een veel grotere rol te spelen bij een grote verscheidenheid aan menselijke ziekten dan eerder werd gedacht. Zo zijn slaapstoornissen vaak slechts een bijwerking van een verstoorde chronobiologie. Want als de biologische klok niet goed werkt, kan dit verstrekkende gevolgen hebben voor verschillende functies en processen in ons lichaam. Zo kunnen belangrijke signaalcircuits worden gewijzigd, zoals regulatie door insuline, het vrijkomen van stresshormonen of melatonine. Sommige geheugenstoornissen en psychische aandoeningen zoals depressie en bipolaire stoornissen worden nu in verband gebracht met het onjuist reguleren van chronobiologische processen.

In 2017 ontvingen de drie wetenschappers de Nobelprijs voor Geneeskunde of Fysiologie voor hun onderzoek naar het begrijpen van de biologische klok. Het Nobelprijscomité schreef: “Het leven op aarde hangt af van de rotatie van de planeet. Het is al lang bekend dat levende wezens, inclusief mensen, een innerlijke biologische klok hebben. Het helpt ons onder andere om ons aan te passen aan het dagelijkse ritme. De drie prijswinnaars gluurden in onze biologische klok en lieten zien hoe deze werkt. Hun ontdekkingen verklaren hoe planten, dieren en mensen zich aanpassen aan biologische ritmes en synchroon leven met de rotatie van de aarde.”

Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash en Michael W. Young, drie knappe koppen en een interessant verhaal.