Майкл Морыс Росбаш (англ.: Michael Morris Rosbash; нар. 7 сакавіка 1944, Канзас-Сіці, Місуры, ЗША) — амерыканскі генетык і хранабіёлаг. Ррафесар і даследчык Брандэйскага ўніверсітэта[7] і даследчык Медыцынскага інстытута Говарда Х’юза. Даследчая група Росбаша кланавала ген перыяду дразафілы ў 1984 годзе і прапанавала цыкл адмоўнай зваротнай сувязі транскрыпцыі[8] для цыркадных асцылятараў у 1990 годзе. У 1998 годзе яны выявілі ў дразафілы ген цыклу, ген CLOCK і фотарэцэптар крыптахрому ў дразафілы з дапамогай прамой генетыкі, спачатку вызначыўшы фенатып мутанта, а затым вызначыўшы генетыку, якая стаіць за мутацыяй. Быў абраны ў Нацыянальную акадэмію навук ЗША ў 2003 годзе. Разам з Майклам Янгам і Джэфры Холам ён быў узнагароджаны Нобелеўскай прэміяй па фізіялогіі і медыцыне ў 2017 годзе «за адкрыццё малекулярных механізмаў, якія кантралююць цыркадны рытм»[9][10].
Яго бацькі, Хільдэ і Альфрэд Росбаш, былі яўрэйскімі бежанцамі, якія пакінулі нацысцкую Германію ў 1938 годзе[11][12]. Яго бацька быў кантарам, што ў іўдаізме — гэта чалавек, які спявае набажэнствы. Сям’я Росбаша пераехала ў Бостан, калі яму было два гады, і з тых часоў ён з’яўляецца заўзятым прыхільнікам Red Sox.
Спачатку Росбаш цікавіўся матэматыкай, але курс біялогіі ў Каліфарнійскім тэхналагічным інстытуце (Калтэх) і лета працы ў лабараторыі Нормана Дэвідсана прывялі яго да біялагічных даследаванняў. Скончыў Каліфарнійскі тэхналагічны інстытут ў 1965 годзе са ступенню ў галіне хіміі, правёў год у Інстытуце фізіка-хімічнай біялогіі ў Парыжы на стыпендыі Фулбрайта, і атрымаў доктарскую ступень у галіне біяфізікі ў 1970 годзе ў Масачусецкім тэхналагічным інстытуце пад Шэлдан Пенманам. Правёўшы тры гады ў аспірантуры ў галіне генетыкі ў Эдынбургскім універсітэце, Росбаш далучыўся да факультэта Брандэйскага ўніверсітэта ў 1974 годзе.
Росбаш жанаты на калеге Надзе Абовіч, у іх ёсць падчарка Паўла і дачка Таня[13].
Даследаванні Росбаша першапачаткова былі накіраваны на метабалізм і апрацоўка мРНК; мРНК — гэта малекулярная сувязь паміж ДНК і бялком. Пасля прыбыцця ў Брандэйс Росбаш супрацоўнічаў з Джэфры Холам[14] і даследаваў генетычны ўплыў на цыркадныя рытмы ўнутраных біялагічных гадзін. Яны выкарыстоўвалі Дразафілу фруктовую для вывучэння мадэляў актыўнасці і адпачынку. У 1984 году Росбаш і Хол кланавалі першы ген дразафілы. Вынікаючы з працы, праведзенай аспірантам і навуковым супрацоўнікам Полам Хардзінам, у адкрыцці таго, што мРНК перыяду і звязаны з ёй бялок (PER) мелі ваганні ўзроўню на працягу цыркаднага цыклу (TTFL), у 1990 годзе яны прапанавалі мадэль транскрыпцыйнай трансляцыі адмоўнай зваротнай сувязі ў якасці асновы цыркадных асцылятараў[15]. Пасля гэтай прапановы яны разгледзелі элементы, якія складаюць іншыя часткі гена Clock. У маі 1998 года Росбаш і суаўтары знайшлі гамолаг Clock для млекакормячых Clock, які выконваў тую ж функцыю актывацыі транскрыпцыі per і tim, якую яны пачалі называць dClock[16]. Таксама ў маі 1998 года Росбаш і суаўтары адкрылі ў дразафілы цыкл генаў Clock, гамолаг гена bmal1 млекакормячых[17]. У лістападзе 1998 года Росбаш і суаўтары адкрыў мутацыю cryb дразафілы, што прывяло да высновы, што бялок крыптахрома ўдзельнічае ў цыркаднай фотарэцэпцыі[18].
Росбаш пачаў вывучаць працэсінг мРНК, будучы аспірантам Масачусецкага тэхналагічнага інстытута. Яго праца ў Saccharomyces cerevisiae выявіла ферменты, бялкі і субклеткавыя арганэлы і іх канвергенцыю на мРНК у пэўным парадку, каб трансляваць мРНК у бялкі. Памылкі ў гэтым працэсе былі звязаны з такімі захворваннямі, як хвароба Альцгеймера, таму гэтая праца важная для лепшага разумення і лячэння захворванняў[19].
У 1990 годзе Росбаш, Хол і Хардзін выявілі ролю гена перыяду (per) у цыркадным асцылятары дразафілы*.* Яны выявілі, што ўзроўні бялку PER вагаюцца ў светла-цёмных цыклах, і гэтыя ваганні захоўваюцца ў пастаяннай цемры. Аналагічным чынам, колькасць мРНК таксама мае рытмічную экспрэсію, якая ўцягвае ў свет цёмныя цыклы. У галаве мухі ўзроўні мРНК вагаюцца як у 12-гадзінным цыкле святла, так і ў 12-гадзінным цёмным цыкле, а таксама ў пастаяннай цемры. Узровень мРНК дасягнуў максімуму ў пачатку суб’ектыўнай ночы, а затым пік узроўняў бялку PER прыкладна праз 6 гадзін. Мутацыі на гены паўплывалі на цыклічнасць per мРНК. На падставе гэтых эксперыментальных дадзеных Росбаш, Хол і Хардзін выказалі здагадку, што бялок PER уцягнуты ў цыкл адмоўнай зваротнай сувязі[8], які кантралюе ўзроўні мРНК, і што гэтая петля зваротнай сувязі транскрыпцыі-трансляцыі з’яўляецца цэнтральнай асаблівасцю цыркадных генаў Clock дразафілы[15].
Яны таксама глядзелі на дзве асобных Місенс-мутацыі, perS і perL1. Гэтыя мутацыі выклікаюць пік вячэрняй актыўнасці раней і пазней, адпаведна, у параўнанні з дзікім тыпам per+ на мух. Яны выявілі, што ўзроўні РНК для perS і perL1 таксама дэманструюць выразную рытмічнасць. Як і апорна-рухальная актыўнасць, пік экспрэсіі зрушваецца раней для perS і пазней для perL[15].
Яны трансфармавалі нулявую мутацыю перыяду0 мух з 7,2-кб функцыянальнай часткі ДНК і вымяралі ўзроўні мРНК у локусе per0 і новым локусе. Пасля трансфармацыі ўзроўні на мРНК былі рытмічнымі як у зыходным, так і ў новым локусе. Локус per0 быў здольны транскрыбаваць нармальны мРНК і трансляваць нармальны бялок PER, што азначае, што рытмічнасць была выратавана функцыянальным бялком PER, транскрыбаваным і пераведзеным з 7,2-кб фрагмента на ДНК. У працэсе дзейнічае цыкл зваротнай сувязі, у якім цыклічнасць узроўняў бялку PER у новым локусе вяртаецца, каб дыктаваць цыклічнасць узроўняў на мРНК на зыходным локусе per0[15]. У 1992 годзе Росбаш зноў супрацоўнічаў з Джэфры Холам і Полам Хардзінам, каб больш уважліва вывучыць механізмы TTFL. Яны цікавіліся асаблівасцю рэгулявання перыяду ваганняў узроўняў мРНК і выявілі, што ўзроўні на мРНК рэгулююцца транскрыпцыйна. Гэта было пацверджана доказамі таго, што цыклы РНК-папярэднікаў з той жа фазай, што і спелыя транскрыпты, і вагаюцца адносна часу Цайтгебера (ZT). Іншым доказам рэгуляцыі транскрыпцыі з’яўляецца тое, што уздеяння аднаго гена дастаткова, каб перадаць цыклічнасці гетэралагічным мРНК[20].
Група Akhilesh Reddy паказала, выкарыстоўваючы шэраг непрадузятых метадаў -оміка (секвенаванне РНК, пратэоміка, метабаломіка), што клеткі дразафілы S2 дэманструюць цыркадныя малекулярныя рытмы[21]. Гэтыя клеткі не экспрэсуюць вядомыя «гены гадзін», уключаючы per і tim[21][22][23]. Увядзенне бялкоў PER і TIM у клеткі не выклікае рытмічнасці гэтых клетак, што выяўляецца па колькасці і фасфаралявання бялкоў PER і TIM[23][24].Такім чынам, гэтыя клеткі дагэтуль лічыліся «без генаў Clock»[24][23]. Гэтыя высновы пацвярджаюць працу па дэманстрацыі TTFL мадэлі механізму Clock мухі не могуць растлумачыць генерацыю цыркадных рытмаў[21].
Верагодны гамолаг раней адкрытага гена Clock мышы быў ідэнтыфікаваны Росбашам і суаўтары шляхам кланавання гена дразафілы, вызначанага мутацыяй Jrk. Гэты ген атрымаў назву Drosophila Clock. Было паказана, што dClock ўзаемадзейнічае непасрэдна з per і tim Е-боксамі і спрыяе цыркаднай транскрыпцыі гэтых генаў. Мутацыя Jrk парушае цыкл транскрыпцыі per і tim. Гэта таксама прыводзіць да цалкам арытмічных паводзін у пастаяннай цемры для гамазіготных мутантаў і каля паловы прадэманстравала арытмічныя паводзіны ў гетэразігот. У гамазігот Jrk выяўлены нізкія ўзроўні без цыклу мРНК per і tim, а таксама бялку PER і TIM. З гэтага была зроблена выснова, што паводніцкая арытмічнасць у Jrk была звязана з дэфектам транскрыпцыі per і tim. Гэта сведчыць аб тым, што dClock удзельнічаў у актывацыі транскрыпцыі per і tim[16].
У 1998 годзе Росбаш і суаўтары адкрылі новы Clock ген цыкла, а гамолагі з млекакормячых BMAL1 гена. Мутацыі гамазіготнага цыкла0 арытмічныя па рухальнай актыўнасці, а мухі гетэразіготнага цыкла0/+ маюць надзейныя рытмы са змененым перыядам рытмічнасці. Вестэрн-блот паказвае, што мутацыі гамазіготнага цыкла0 маюць вельмі мала бялку PER і TIM, а таксама нізкія ўзроўні мРНК per і tim. Гэта сведчыць аб тым, што адсутнасць цыкла прыводзіць да зніжэння транскрыпцыі генаў per і tim. Меятычнае адлюстраванне змясціла Cyc на трэцюю храмасому. Яны выявілі дамены bHLH-PAS у Cyc, што паказвае на звязванне з бялком і функцыі звязвання ДНК[25].
У 1998 годзе Росбаш і суаўтары выявілі мутацыю дразафілы, якая дэманструе плоскія, некачальныя ўзроўні мРНК per і tim з-за нулявой мутацыі ў гене крыптахрома. Гэтую мутацыю назвалі crybaby, або cryb. Няздольнасць матацый cryb сінхранізавацца са святлом цёмных цыклаў паказвае на тое, што нармальная функцыя крыптахрома ўключае цыркадную фотарэцэпцыю[26].
У дразафілы было паказана, што некаторыя бакавыя нейроны (LN) маюць важнае значэнне для цыркадных рытмаў, уключаючы спінныя (LNd) і вентральныя (LNV) нейроны. Нейроны LNV экспрэсуюць PDF (каэфіцыент дысперсіі пігменту), які першапачаткова меркавалася, што гэта тактавы выхадны сігнал. Мутацыі гена нейрапептыда pdf (pdf01), а таксама мухі, селектыўна абліраваныя для LNV, выклікалі падобныя паводніцкія рэакцыі. Абодва былі ўцягнутыя ў знешнія светлавыя сігналы, але былі ў значнай ступені арытмічнымі ў пастаянных умовах. Некаторыя мухі ў кожным выпадку паказалі слабую рытмічнасць вольнага ходу. Гэтыя вынікі прымушаюць даследчыкаў меркаваць, што нейроны LNV былі крытычнымі цыркаднымі нейронамі стымулятара рытму і што PDF быў асноўным цыркадным перадатчыкам[27].
У апошнія гады Росбаш працаваў над мазгавымі-нейронавымі аспектамі цыркадных рытмаў. Было ідэнтыфікавана сем анатамічна розных груп нейронаў, усе яны экспрэсуюць асноўныя Clock гены. Тым не менш, мРНК выяўляюцца сутачным і нейрона-спецыфічным чынам, чым лабараторыя Росбаша зацікавілася, каб вызначыць, ці забяспечвае гэта сувязь з рознымі функцыямі некаторых нейрональных груп. Ён таксама даследаваў уплыў святла на пэўныя групы нейронаў і выявіў, што адна падгрупа святлоадчувальная да святла (на світанні), а іншая — да выключэння святла (змрок). Было паказана, што клеткі світання спрыяюць ўзбуджэнню, а клеткі прыцемку спрыяюць сну[28].