오늘 아침, 해가 떴을 때, 수십억의 인간들이 눈을 뜨고 우주에서 온 한 줄기 빛을 그들의 몸 안으로 받아들였습니다. 광자의 흐름이 망막에 부딪히면 뉴런이 발화했습니다. 그리고 모든 기관, 거의 모든 세포에서 정교한 기계가 작동했습니다. 각 세포의 일주기 시계, 즉 태양에 따라 수준이 오르락내리락하는 단백질 복합체가 작동합니다.

그 시계는 우리 게놈의 40% 이상 발현을 제어함으로써 우리 몸을 지구의 명암 주기와 동기화시킵니다. 면역 신호, 뇌 전달자, 간 효소 등의 유전자는 시계가 때가 되면 단백질을 만들기 위해 모두 전사됩니다.

이는 생화학적으로 당신이 오전 10시와 오후 10시 같은 사람이 아니라는 것을 의미합니다. 이는 저녁 시간이 진통제인 아세트아미노펜을 다량 복용하기에 더 위험한 시간이라는 것을 의미합니다. 그러면 과다복용을 방지하는 간 효소가 부족해집니다. 아침저녁으로 백신을 접종한다는 뜻이다. 다르게 일하다그리고 만성적으로 시계를 지키지 않는 야간 근무자는 심장병과 당뇨병 발병률이 더 높습니다. 시계가 빠르거나 느리게 가는 사람들은 끊임없는 시차증이라는 끔찍한 상태에 갇혀 있습니다.

생화학자 Carrie Partch는 “사람들이 밀어붙이는 방식으로 우리는 오늘날과 연결되어 있습니다.”라고 말합니다. 그녀는 우리가 시계를 더 잘 이해한다면 시계를 재설정할 수 있을 것이라고 주장했습니다. 그 정보를 바탕으로 우리는 당뇨병에서 암에 이르기까지 질병 치료의 방향을 정할 수 있습니다.

XNUMX년 이상 동안 Partch는 일주기 시계의 조정자 사이에서 살았습니다. 즉, 단백질의 상승 및 하강이 작동을 제어합니다. 박사후 연구원으로서 그녀는 첫 번째 시각화 심장에 결합된 단백질 쌍인 CLOCK과 BMAL1. 그 이후로 그녀는 구조의 변화가 하루에 시간을 더하거나 빼는 방법을 차트로 작성하면서 이러한 시계 단백질과 다른 시계 단백질의 소용돌이와 비틀림을 계속해서 가시화해 왔습니다. 그 지식을 추구한 그녀의 업적은 그녀에게 이 과학 분야에서 가장 높은 영예를 안겨주었습니다. 마가렛 오클리 데이호프 상 2018년 생물물리학회에서 국립과학원상 2022년 분자생물학 박사.

Partch가 말할 때, 시간의 무자비함에 대한 그녀의 감각, 즉 우리가 원하든 원하지 않든 시간이 우리를 변화시킨다는 사실은 그녀의 목소리를 조용하고 긴박하게 만듭니다. 그녀의 여정은 예상치 못한 방향으로 바뀌었습니다. 그녀의 경력이 정점에 이르렀을 때 그녀는 연구실에서 물러나야 했습니다. 2020년 47세의 나이에 그녀는 루게릭병으로도 알려진 근위축성 측삭 경화증 진단을 받았습니다. 평균적으로 사람들은 ALS 진단을 받은 후 XNUMX~XNUMX년을 삽니다.

그러나 그것이 그녀가 시계 단백질에 대해 생각하는 것을 막지는 못했습니다.

캘리포니아 주 산타크루즈 근처 언덕에 있는 그녀의 거실에 우리가 앉아 있는 동안 그녀는 머리를 기울이고 안경에서 빛이 번쩍이는 가운데 그것들을 생각하고 있습니다. 태양의 광자가 CLOCK과 BMAL1을 세포와 서부 해안에 있는 모든 인간의 세포에서 작동하도록 추진한 지 약 XNUMX시간이 되는 정오입니다.

그녀의 마음의 눈으로 그녀는 단백질을 볼 수 있는데, 각각은 그 주위에 접힌 아미노산 리본입니다. BMAL1은 CLOCK이 댄서처럼 꽉 쥐는 일종의 허리를 가지고 있습니다. 새벽마다 두 사람은 촘촘하게 감겨진 게놈 덩어리 위에 자리 잡고 DNA를 전사하는 효소를 소환합니다. 하루 종일 그들은 다른 단백질을 세포의 기계에서 소용돌이치게 하며, 그 중에는 결국 그 힘을 약화시키는 몇몇 단백질도 포함됩니다. 세 가지 단백질은 오후 1시쯤 CLOCK과 BMAL10에서 손잡이를 찾아 침묵시키고 게놈에서 제거합니다. DNA 전사의 흐름이 바뀌고 있습니다. 마지막으로 한밤중에 네 번째 단백질이 BMAL1의 끝에 있는 태그를 붙잡고 더 이상의 활성화를 방지합니다.

초는 분으로, 분은 시간으로 변합니다. 시간이 흐릅니다. 점차적으로, 억압적인 1중 단백질이 붕괴됩니다. 아침의 작은 시간에 CLOCK과 BMALXNUMX이 다시 한번 주기를 갱신하도록 만들어집니다.

매일매일 이 시스템은 신체의 기본 생물학을 지구의 움직임과 연결합니다. 그것이 지속되는 한 당신의 삶의 매일. Partch보다 이것을 더 깊이 이해하는 사람은 없습니다.

화학과 시계

Partch가 10살이던 XNUMX학년 전 여름, 목수였던 그녀의 아버지는 축구를 하다가 손목이 부러졌습니다. 그는 병이 낫기를 기다리는 동안 지역 전문대학에서 화학을 수강했습니다. 그는 시애틀 외곽의 마당에 있는 나무에 기대어 놓은 칠판에서 화학 방정식의 균형을 맞추는 방법을 그녀에게 보여주었습니다. 그것은 그녀의 화학 입문이었습니다.

“나는 아직도 화학의 수학적 정확성이 얼마나 멋진지 생각했던 것을 기억합니다. 그 나이에 우리가 학교에서 가르쳤던 생물학과는 매우 달랐습니다.”라고 그녀는 말했습니다.

그녀가 워싱턴 대학에서의 대학 시절을 회상할 때, 그녀는 콘서트에 참석한 기억들 중 일부가 슬리터-키니(Sleator-Kinney) 쇼를 보기 위해 올림피아로 차를 몰고 가거나, 머드허니(Mudhoney)와 너바나(Nirvana)를 본 기억들과 같은 추억들 중 일부는 쓴웃음을 지으며 인정합니다. Ursula Le Guin과 같은 작가의 책. 그러나 그녀는 생명체의 화학 수업에도 매료되었습니다. 졸업 후 그녀는 포틀랜드에 있는 오레곤 보건과학대학교에서 기술자로 일했습니다. 매일 그녀는 연구에 대한 사랑에 더욱 빠져들었습니다. 2000년에 그녀는 음악가이자 그래픽 디자이너인 남자친구 제임스와 함께 박사 학위를 받기 위해 노스캐롤라이나 대학교 채플힐로 이사했습니다.

도착하자마자 그녀는 자신에게 시계를 소개해 줄 사람을 만났습니다. 그녀는 분자생물학자에게 수업을 들었어 아지즈 산 카르, DNA 복구에 대한 연구로 유명합니다. “저는 그가 우리에게 기본 과학 개념을 아름답고 정확하게 가르쳐 주는 것에 놀랐습니다.”라고 그녀는 말했습니다. "저는 '야, 이 사람 정말 똑똑해'라고 생각했어요." Sancar는 노벨상을 받다 2015년에 시계 단백질 CRY1과 CRY2를 포함하는 크립토크롬이라는 단백질 종류를 연구하고 있었습니다. 남세균부터 삼나무까지 모든 유기체에는 시계가 있지만 각 시스템을 구동하는 단백질은 다릅니다. 포유류에서 CLOCK과 BMAL1을 제외하고 가장 중요한 단백질은 PER과 CRY 형태입니다.

Sancar 연구실의 대학원생으로서 Partch는 CRY1에 신비하고 구조화되지 않은 꼬리가 있음을 발견했습니다. 단백질의 해당 부분이 무엇을 하는지 아는 사람은 아무도 없었지만, 시계 단백질의 코일과 리본이 어떻게 놀라운 효과를 가져오는지는 아무도 몰랐습니다. 그리고 Partch는 놀랍게도 어느 누구도 그다지 관심을 두지 않는 것 같았습니다. 다카하시 죠셉 노스웨스턴 대학의 그의 동료들은 불과 몇 년 전에 CLOCK과 BMAL1의 유전자를 찾아 큰 호평을 받았습니다. 많은 과학자들 사이에서 무언의 가정은 힘든 일이 끝났다는 것이었습니다.

말조차 하지 않은 채 머물지도 않았습니다. 2002년 회의에서 Partch는 단백질의 구조를 이해하고 싶다고 동료 몇 명과 공유했습니다. "왜?" 그들의 대답은 다음과 같았습니다. 우리는 이미 모든 것을 알고 있습니다. Partch는 정중하지만 단호하게 동의하지 않았습니다.

그녀는 졸업 후 텍사스 대학교 사우스웨스턴 메디컬 센터(University of Texas Southwestern Medical Center) 연구실에서 박사후 연구원으로 일했습니다. 케빈 가드너, 현재 뉴욕 시립 대학 대학원 센터의 고급 과학 연구 센터에서 생화학자이자 구조 생물학자로 일하고 있습니다. 그곳에서 그녀는 두 가지 까다롭지만 강력한 기술을 사용하여 시계 단백질을 더 명확하게 볼 수 있기를 바랐습니다.

그림자의 시인

"원형 단백질이 사각형 단백질에 닿으면 마법과 같습니다.": Gardner는 모든 시스템의 모든 측면에 집중할 수 없기 때문에 많은 생물학자들이 자신의 경험에 따르면 만족스럽게 받아들이는 분자 구조에 대한 모호함을 이렇게 요약합니다. 그러나 Partch에서 그는 동질적인 정신, 즉 단백질을 분해하고 이해하려고 노력하는 사람, 생체 시계에 관한 문헌에 대해 거의 백과사전적인 기억력을 가진 사람을 인식했습니다.

그와 함께 일하면서 Partch는 단백질 결정학, 즉 정제된 단백질이 결정화되는 용액을 혼합하는 방법을 배웠습니다. 그 결정 격자를 통해 엑스레이를 비추는 방법; 회절 패턴의 미묘한 음영에서 단백질의 모양을 추론하는 방법. 결정학자는 그림자의 시인과 같습니다. 왓슨과 크릭이 이미지를 통해 DNA 구조를 추론할 수 있었던 로잘린드 프랭클린은 결정학자였습니다. Partch의 경우, 결정학의 흐릿한 회색 이미지는 그녀가 평생 따라갈 계획인 구조를 엿볼 수 있는 기회를 약속했습니다.

그러나 결정학에는 한계가 있습니다. 이는 결정화될 수 있을 만큼 안정적인 단백질의 형태만을 밝힐 수 있으며, 동결된 구조의 스냅샷만을 제공할 뿐입니다. Partch는 교과서 다이어그램에서 단백질을 나타내는 정적 모양이 진실을 모호하게 한다는 것을 알고 있었습니다. 단백질은 다리를 자르거나, 톱니바퀴처럼 비틀거나, 펴서 이상한 새로운 모양으로 접힐 수 있습니다. 일부 단백질은 또한 길고 느슨한 스파게티 아미노산 가닥이 더 정돈된 영역을 연결하여 매우 무질서합니다.

핵자기공명 분광법(NMR)도 Partch의 계획에 포함된 이유입니다. NMR에서는 고도로 정제된 단백질 용액을 자석 안에 넣고 전파를 쪼입니다. 소프트웨어로 편집되고 표시되는 원자핵의 자기 섭동은 통찰력 있는 눈으로 단백질 원자의 배열을 드러낼 수 있습니다. 측정 조건이 올바르게 조정되면 단백질이 파트너와 결합할 때 어떻게 움직이는지, 온도 변화를 어떻게 경험하는지, 한 상태에서 다른 상태로 전환하는 방법을 추론할 수 있습니다. Partch는 XY 플롯에서 무지개 모양의 NMR 데이터를 볼 때 금속 결합 그룹의 빠른 움직임과 단백질의 느린 접힘을 확인합니다.

UT 사우스웨스턴 메디컬 센터(UT Southwestern Medical Center)에서 그녀의 부서가 CLOCK과 BMAL1의 유전자를 확인한 유전학자인 다카하시(Takahashi)를 채용했을 때 그녀는 "내가 암시했다는 것을 믿으시는 것이 좋을 것입니다"라고 유쾌하게 말했습니다. 그녀가 대학을 떠날 때쯤 그녀와 Takahashi 및 동료들은 결정학을 통해 CLOCK-BMAL1 복합체의 이미지를 생성했습니다.

2011년 Partch가 James와 어린 아들과 함께 이사하면서 시작되었습니다. 그녀의 연구실 캘리포니아 대학교 산타 크루즈에서 그녀는 처음부터 시작했습니다. 그녀는 계속할 박사후 연구원의 프로젝트가 없었습니다. 그녀는 시계를 이해하고 마침내 그것을 실현할 도구를 이해하는 자신의 비전의 특이점만을 가지고 있었습니다.

단백질 시계장치

Partch의 UCSC 사무실 창밖의 빛줄기가 삼나무 잎사귀 사이로 스며듭니다. 물리 과학 건물은 점균류가 피어나고 나무들이 생체 시계에 따라 잎사귀를 기울이는 숲 속에 자리잡고 있습니다. 숲의 이끼 낀 바닥을 가로지르는 학생과 등산객 내부에서는 CLOCK, BMAL1 및 동반 분자가 오후에 신체의 단백질 칵테일을 생성하느라 분주합니다. Partch가 시간의 생체역학을 더 깊이 볼 수 있는 기회를 얻은 곳이 바로 여기였습니다.

처음부터 그녀는 미지의 영역으로 향하고 있었습니다. “캐리는 정말 독특해요.” 브라이언 졸토스키 그녀와 함께 Gardner 연구실에서 박사후 연구원이었던 Southern Methodist University의 교수입니다. 그는 포유류 시계의 핵심적인 구조 생물학에 초점을 맞춘 실험실을 한 손에 꼽을 수 있습니다. 필요한 기술은 난해하며, 작은 진전을 위해 수년간의 노력을 소비할 위험이 큽니다.

그럼에도 불구하고 Partch는 미지의 세계로 뛰어들어 파견을 보내기 시작했습니다. 그녀의 학생과 함께 첼시 구스타프손 과 쉬 하이옌 그녀는 University of Memphis의 CRY1이 경쟁적으로 결합하여 BMAL1을 침묵시킨다는 사실을 발견했습니다. 꿈틀거리고 무질서한 꼬리; 꼬리가 변형되면 시계의 템포가 바뀌거나 심지어 완전히 분해됩니다. 그녀의 학생과 함께 알리시아 마이클, 그녀는 CLOCK이 스레딩을 통해 CRY1에 대해 자리잡고 있음을 발견했습니다. 고리를 주머니에 넣다 그 위에; 돌연변이로 인해 주머니가 파괴되면 두 사람은 묶이지 않습니다. PER2의 돌연변이로 인해 결합 파트너에 대한 적합성이 떨어지고 렌더링됩니다. 품질 저하에 취약; 그 결함으로 인해 시계가 한 시간 반 빨라졌습니다. BMAL1의 꼬리에 있는 단일 결합의 방향은 다음과 같습니다. 하루를 단축하다. 어둠 속에서 시계장치의 조각들이 나타나기 시작했습니다.

그녀는 시계의 속도를 높이거나 늦추거나 완전히 침묵시킬 수 있는 모든 변화의 수집가로 이름을 알렸습니다. “Carrie는 개별 단백질의 움직임이 무엇인지 이해하는 수준까지 드릴다운하려고 노력하고 있습니다.”라고 Zoltowski는 말했습니다. Partch는 모핑 시계 단백질을 사용하는 시간이 길어질수록 마음속으로 단백질을 더 잘 볼 수 있었고 약물이나 돌연변이에 어떻게 반응하는지 이해할 수 있었습니다.

그녀의 발견은 시간생물학에 시계 단백질이 어떻게 작동하는지에 대한 새로운 시각을 제공했습니다. “캐리가 계속해서 발견한 것은 많은 중요한 생물학이 구조화되지 않고 매우 유연하며 역동적인 단백질 부분에서 나온다는 것입니다.”라고 말했습니다. 앤디 리왕 시아노박테리아의 시계를 연구하는 구조생물학자인 캘리포니아 대학교 머세드(Merced) 캠퍼스의 교수입니다. "그녀가 NMR로 하고 있는 일은 영웅적입니다."

2018년까지 Partch는 상을 받고 엄청난 보조금 포트폴리오를 구성했습니다. 그녀는 학식있는 사회의 이사회에 앉았습니다. 그녀는 둘째 아들을 낳았고 그녀의 비전에 영감을 받은 학생과 박사후 연구원 그룹을 모집했습니다. 프리야 크로스비최근 자신의 연구실에서 박사후 연구원으로 일하고 있는 는 파티에서 Partch를 만났고 경외심을 느꼈던 것을 기억합니다. 시계를 이해하려는 Partch의 열정은 뚜렷했고 그녀는 시계에 대한 모든 데이터를 손끝에 갖고 있는 것처럼 보였습니다.

그녀의 손이 움츠러들기 시작한 것은 그때쯤이었다.

작동 중인 렌치

처음에는 작은 일이었습니다. 그녀는 “내 손이 잠시 얼어붙을 것”이라고 말했다. “그게 옳지 않다는 걸 당신도 알잖아요.” 의사들은 그것이 스트레스라고 제안했습니다. 2020년 19월이 되어서야 그녀는 코로나XNUMX 팬데믹으로 인해 몇 달간 봉쇄된 상태에서 연구실로 돌아왔고 계단이 그녀를 지치게 한다는 사실을 깨닫고 더 나은 답을 찾기 위해 노력했습니다. 거의 XNUMX개월 후, 그녀는 ALS, 즉 근위축성 측삭 경화증이라는 진단을 받았습니다.

ALS는 운동 뉴런을 죽이고 움직임을 제어하는 ​​능력을 파괴합니다. 미세한 운동 능력이 먼저이고, 걷고 말하는 능력이 그 뒤를 따릅니다. 결국 호흡을 조절하는 뉴런은 사라진다. 진단을 받은 후 사람들은 몇 년밖에 살지 못하는 경향이 있습니다.

Partch는 실험실 벤치에서 일하는 것을 좋아했습니다. 그녀의 학생들 사이에서 그녀는 아이디어가 잠재력이 있는지 알아보기 위해 스스로 예비 실험을 수행하는 것으로 유명했습니다. 그녀는 단백질 튜브가 꽂힌 얼음 양동이를 들고 분주하게 돌아다니는 실험실의 익숙한 모습이었습니다.

“나의 마지막 단백질 준비는 약 XNUMX년 전인 XNUMX월이었습니다.”라고 그녀는 회상했습니다. "저것 종이 자연 — 우리는 초기 구조를 가지고 있었습니다. 우리는 그것이 물을 보유하고 있는지 알아보기 위해 돌연변이를 만들려고 노력하고 있었습니다. … 돌연변이의 절반을 처리하고 '맙소사'라고 느꼈습니다.” 그녀의 팔에 있는 얼음 양동이는 마치 납처럼 느껴졌습니다.

Partch는 이제 전동 휠체어를 사용합니다. 그녀가 문을 열 수 있도록 실험실 건물에 버튼이 설치되었고 James는 그녀를 일하러 데려다줍니다. 그녀는 여전히 학생들과 만나고, 이메일을 보내고, 새로운 실험을 꿈꾸며 풀타임으로 일하고 있습니다. 말하기가 더 어려워졌지만 그녀의 마음은 영향을 받지 않았습니다. 때때로 알 수 없는 일들이 떠오르고 슬픔이 그녀를 압도할 것 같지만 그녀는 그런 순간을 그냥 지나쳐버립니다. 그녀는 “나는 살려고 노력하고 있다”고 말했다.

오늘도 있습니다. 그리고 오늘, 오늘, 그리고 오늘, 그 주기가 반복될 수 있는 한 말입니다.

시간의 보편적인 진실

안개가 자욱한 1월의 아침, CLOCK과 BMALXNUMX의 댄스가 시작된 지 약 XNUMX시간이 지났습니다. Partch의 사무실에서 그녀와 딕샤 샤르마연구실의 대학원생인 는 PAS 도메인이라고 불리는 접힌 단백질 세그먼트에 대한 열정에 대해 토론하고 있습니다. Partch는 “우리는 꼬투리에 들어 있는 두 개의 완두콩과 같습니다.”라고 말합니다. Sharma는 시계 제어를 위해 약물 라이브러리가 CLOCK 및 BMAL1의 PAS 도메인을 표적으로 삼을 수 있는지 테스트하고 있습니다. Partch는 “가능한 일이라고 생각합니다.”라고 말합니다.

연구실 공간에는 학생과 박사후 연구원들이 일하고 있습니다. 라파엘 로블레스 그는 단백질 준비를 위한 튜브를 준비하고 있는 벤치에서 손을 흔들며 미소를 지었습니다. 아마도 Partch가 더 이상 가르치지 않기 때문일 것입니다. 그녀의 대학원생 메건 토그림슨대학에서 Partch의 수업을 들었던 는 강사로서의 자기력을 회상합니다. 그러나 Partch는 어린 멘티가 주변에 있는 것을 즐겼지만 모든 사람이 일할 수 있는 더 많은 공간이 나쁜 것은 아니라고 생각합니다. “지금 연구실에서 진행되는 모든 프로젝트는 정말 흥미진진합니다.”라고 그녀는 말합니다.

지난 XNUMX년 동안 오랜 기간 진행해 온 많은 프로젝트가 결실을 맺었습니다. 연구실 화면에서 박사후 연구원이 존 필포트 그룹에서 그림을 가져옵니다. 새 용지 in 분자 세포, 가족성 수면 단계 장애와 관련된 PER2의 돌연변이에 관해, 이는 일일 주기를 무려 2시간 단축시키는 질환입니다. 그는 그림에서 PERXNUMX가 대부분 무질서한 지역의 덩어리임을 지적합니다. “이 지역은 매우 중요한 지역입니다.”라고 그는 말합니다. Partch가 다르게 설명할 때까지 "대부분의 사람들은 장애가 기능하지 않는 부분이라고 생각했습니다."

연구실 회의에서는 젊은 과학자들이 새로운 데이터에 대한 토론을 주도합니다. Partch는 휠체어에 앉아 가끔 이야기를 듣고 있습니다. "연구실은 진단의 불확실성을 처리하는 데 훌륭했습니다"라고 그녀는 말했습니다. 이제 그녀는 더 이상 스스로 실험을 할 수 없기 때문에 실험을 올바른 방향으로 이끄는 데 많은 에너지를 집중합니다.

Partch는 요즘 인생의 시간 측정에서 보편적인 것이 무엇인지에 대해 점점 더 많이 생각하고 있습니다. 몇 년 전 LiWang은 인간의 시계와 공통점이 없는 남조류의 시계에 대해 함께 작업하자고 그녀를 초대했습니다. 이는 24시간 리듬에 따라 활동이 오르락내리락하는 KaiA, KaiB, KaiC라는 세 가지 단백질과 유전자 번역을 구동하는 두 개의 결합 파트너로 구성됩니다. 2017년 LiWang과 Partch가 이끄는 팀 공개된 세부 구조 각 복합체의 주름과 비틀림을 드러내며 서로 붙을 수 있게 해줍니다. 나중에 그룹은 시계 단백질을 시험관에 넣고 며칠, 심지어 몇 달 동안 순환할 수 있음을 보여주었습니다.

그들은 Partch가 인간 시계를 연구하면서 본 것, 즉 경쟁을 인식했을 때 그 주기가 어떻게 추진되었는지 기록하는 데 깊이 빠져 있었습니다. CRY1이 BMAL1에 결합하는 작은 태그는 BMAL1의 가장 강력한 활성화 인자 중 하나가 결합하는 곳이기도 합니다. CRY1이 해당 활성제와 경쟁하여 태그의 자리를 차지하면 시계는 앞으로만 나아갈 수 있습니다. 이는 이 과정에 갇혀 CRY1 단백질의 결합이 붕괴되고 시계 주기가 다시 시작될 때까지 몇 분과 몇 시간을 기다립니다.

Partch는 남조류 시계에서 구성 요소 간의 경쟁이 동일한 방식으로 작동한다는 것을 깨달았습니다. 이는 벌레나 곰팡이와 같은 유기체의 시계에서도 발생합니다. “이것은 매우 다른 시계에서도 보존되는 원리인 것 같습니다.”라고 그녀는 말했습니다. 그녀는 이것이 자연이 기계가 방향을 바꿀 수 없는 길을 따라 앞으로 나아가는 기계를 만드는 방식에 대한 근본적인 생물물리학적 진실을 반영하는지 궁금해합니다.

화성 생명체의 시기

또 하나의 새벽. 태양빛은 차가운 우주 공간을 통해 지구로 내려가 캐리 파트치의 청청색 눈으로 비춰집니다. CLOCK과 BMAL1이 춤을 추기 시작합니다. 그녀는 일하러 간다. 그녀는 13세, 18세인 아들들과 어울린다. 유튜브에서 화학에 관한 토끼 굴을 파는 것을 좋아하는 어린 아이는 고무 장갑에서 바닐린을 분리하고 이를 매운 소스로 바꾸는 방법에 대한 놀랍도록 우스꽝스러운 한 시간짜리 비디오를 함께 시청해야 한다고 주장합니다. 그녀는 시계 단백질의 리본과 코일에 대해 생각합니다. 그녀의 진단에 직면한 일부 사람들은 이제 뭔가 다른 일을 해야 한다고 결정할 수도 있지만 Partch는 시계에서 벗어나는 것을 결코 고려하지 않았습니다. 그녀는 너무 많은 이야기의 끝을 알고 싶어합니다.

그녀는 우리가 일주기 생물학을 실제로 이해하는 미래를 상상할 때 하루 중 어느 순간 누군가의 시계가 무엇을 하고 있는지 아는 것을 상상합니다. DARPA(Defense Advanced Research Projects Agency)의 제안 요청에 따라 그녀와 동료들은 시계 상태를 평가하고 그에 대한 데이터를 전송하며 심지어 시계를 변경할 수도 있는 비강 탐침에 대한 아이디어를 생각해냈습니다. DARPA는 파격적인 제안을 선호하는 것으로 유명하지만 Partch는 돈을 받지 못했기 때문에 DARPA를 능가했다고 농담합니다. 그녀는 아직도 그 장치의 잠재력에 대해 생각하고 있습니다.

태양계의 모든 회전하는 행성 중에서, 하루가 24시간인 이 행성이 우리를 형성했습니다. 그렇기 때문에 우리가 다른 행성에서 살려고 한다면 어떻게 인간이 건강을 유지할 수 있을지에 대한 중요한 질문이 있습니다. 내리려고 할 때까지 부드럽게 회전하는 회전목마처럼, 우리 세포에 뿌리내린 지상의 순환이 우리를 위험하게 끌어당길 수 있습니다. Partch는 "그들은 정말로 우리를 지구에 묶어줍니다."라고 말했습니다.

그러나 그녀는 우주 여행자들이 손상된 시계로 인해 병에 걸리지 않도록 CLOCK, BMAL1 또는 많은 파트너 중 하나의 역학을 조정할 수 있다고 상상합니다. 자연은 영감을 줍니다. 실험실에서 발견된 CRY1의 돌연변이 마이클 영 록펠러 대학에서는 인간의 일주기 주기를 약 40분 연장하여 지구상에서 영원히 일치하지 않는 수면 주기를 가지고 있는 사람들을 비난합니다. Partch는 이것이 화성에 살기에 완벽한 시기를 제공할 것이라고 지적합니다.

Partch는 요즘 자신의 목소리가 점점 더 나빠지고 있음을 알게 됩니다. 그녀는 AI가 생성한 자신의 목소리 복제물에 만족하지만 여전히 연설 출연과 여행을 줄였습니다. 그녀가 생체시계 회의에 참석하지 않는다는 사실은 동료, 추종자, 친구들에게 눈에 띕니다. 현대 시간생물학은 노벨상 수상자 및 기타 유명한 선구자들의 과학적 공헌뿐만 아니라 그녀가 밝혀낸 구조적 세부 사항을 바탕으로 구축되었습니다. Gardner는 “거기에는 훨씬 더 풍요로운 세상이 있습니다.”라고 말했습니다. "그리고 Carrie Partch는 우리에게 그것을 준 사람입니다."

Partch의 거실에서 안개가 피어올라 저녁을 환영할 때 그녀와 나는 종종 시간에 사로잡힌 소설을 쓴 작가 Ursula Le Guin에 대해 이야기합니다. 그녀의 소설에서는 빼앗긴 자, Le Guin은 자신의 편에서 시간을 보내는 것에 대해 썼습니다. 즉, 인생의 흐름이 당신이 선택한 방향으로 나아갈 수 있도록 삶을 정리하는 것에 대해 썼습니다. “시간에 반대하는 것이 아니라 시간을 가지고 일하는 것에 대한 것”이라고 그녀는 썼습니다., “낭비되지 않는다는 것입니다. 고통도 중요합니다.”

“시간을 보내고 있나요?” 나는 묻는다.

“그렇습니다.” Partch가 말합니다. “네, 그런 것 같아요.”