הנובליסטים - חלק ב

המשך סדרת הנובליסטים — איך גילו את המנגנון המולקולרי של השעון הביולוגי, ומהו בוזון היגס שזכה לכינוי 'החלקיק האלוהי'.

פרק שני בסדרת זוכי הנובל, שבו המנחה ואורחו הקבוע נדב ברוקנר (דוקטורנט לפיזיקה במכון ויצמן) צוללים לשתי זכיות פרס נובל. החלק הביולוגי מוקדש לזכייה של ג'פרי הול, מייקל רוזבאש ומייקל יאנג (2017) שגילו את המנגנון המולקולרי של השעון הצירקדי — כיצד חלבון PER מצטבר בתא, נכנס לגרעין ה-DNA ועוצר את ייצור עצמו במשוב שלילי שאורכו 24 שעות, ואיך זה שולט בהפרשת מלטונין מאזור ה-SCN במוח. החלק השני, שרק נפתח בסוף התמלול החלקי, עובר לפיזיקה ולגילוי בוזון היגס במאיץ החלקיקים CERN ב-2012 ולמודל הסטנדרטי. הפרק מיועד למאזינים סקרנים שרוצים הסבר נגיש ואינטואיטיבי למדע אקדמי מורכב, גם במחיר דיוק לא מושלם.

תובנות מרכזיות

• השעון הביולוגי הוא פנימי ולא רק תגובה לאור — ניסוי מהמאה ה-18 עם צמח המימוזה הביישנית בתוך מגירה חשוכה הראה שהעלים ממשיכים להיפתח ביום ולהיסגר בלילה גם ללא אור שמש.
• המנגנון המולקולרי מבוסס על משוב שלילי: חלבון PER מצטבר בתא, נכנס לגרעין ל-DNA ועוצר את ייצור עצמו, מתפרק בלילה, והמחזור כולו אורך כ-24 שעות.
• אזור ה-SCN במוח צמוד לעצבים האופטיים, ולכן קולטנים בעיניים שמזהים רק נוכחות אור (לא צבע או צורה) משפיעים ישירות על הפרשת המלטונין; אור כחול מפרק מלטונין ומעורר — ולכן מסכי טלפון לפני שינה פוגעים בהירדמות.
• אצל בני נוער השעון הביולוגי פועל אחרת — נרדמים ומתעוררים מאוחר יותר, מה שהוביל לחוק שאוסר 'שעות אפס' בבתי ספר.
• בפיזיקה נהוג לא להעניק נובל על תגלית תיאורטית בלבד אלא רק לאחר אימות ניסויי — ולכן בוזון היגס, שתואר תיאורטית בין 1960-1972, זכה רק לאחר גילויו ב-2012.