מייקל הול גילה בשמרים, שני גנים שונים - TOR1 ו-TOR2, המקודדים לשני אנזימים שונים בעלי שמות בהתאמה. הוא והחוקרים האחרים, אלה שעבדו עמו ואלה שהמשיכו את מחקריו, מצאו שמדובר בשני אנזימים בעלי הרכב דומה מאוד ופעולה דומה מאוד - א. אבחנה כי בסביבת התא יש מספיק חומרי מזון וכי התנאים מכל הבחינות מתאימים לצורך התרבות, ב. לאור זאת, מתן האישור לתא להתחיל לגדול בנפחו ולהתחלק. הם גילו, שגם ההפך נכון - כשהמזון חסר, או כשרמות החמצן בסביבתו של התא נמוכות, או כשהייתה פגיעה בדנ"א, או בכל מצב אחר שבו התא חש שקיומו נתון בסכנה, פעילותם של אנזימי TOR הללו, מואטת.
כשהמזון מצוי בשפע ותנאי החיים באופן כללי, טובים, הפעילות של הגן הרלוונטי עולה וכתוצאה מכך גם כמות האנזים TOR, שבאותו תא, עולה. עלייה זו, בתורה, מעודדת את התא להגביר את הייצור הכולל של החלבונים, ובהמשך לכך, מעודדת אותו גם להתחלק. כשכמות המזון מוגבלת ותנאי החיים בכלל, קשים, פעילותו של TOR פוחתת, וכתוצאה מכך יש ירידה בייצור החלבונים בתא, והתא נמנע מחלוקה ושומר יותר על המשאבים שנעשו כעת נדירים.
האטת קצב ייצור החלבונים מאטה אם כן את התרבות התא ומאפשרת לו לתעל משאבים, למשל לצורכי תיקון דנ"א שנפגע, או לאמצעי הגנה אחרים, הכול לפי המצב הקשה הנתון. מחקרים בזבובי פירות הראו כי בעוד קצב ייצור החלבונים פוחת באופן כללי במצבי חירום אלו, בתוך התא מתגבר קצב הייצור של מרכיבים ספציפיים אחדים, אלה שכנראה הם שמסייעים לתא לחדש את מערכותיו השונות.
בזמנים קשים שכאלה, מתגבר מאוד בתא גם תהליך האוטופגיה (בליעה עצמית). בתהליך זה, התא מפרק מרכיבים פגומים המצויים בו ואשר בזמני שפע הוא נוטה להשאירם כפי שהם. הכוונה למשל, לחלבונים בעלי צורה מעוותת, למיטוכונדריה (תחנות הכוח האחראיות על הפקת האנרגיה בתא) בעלות תפקוד לקוי, וכו'. בתהליך זה מפורקים אותם מרכיבים פגומים, לחלקיהם הקטנים יותר, כאשר חלק מאותם חלקים קטנים, התא מנצל מחדש, כדלק או כחומרי בנייה. כששוב יש מזון, היחס ההפוך בין TOR לאוטופאגיה שב לקדמותו - פעילות TOR עולה והאוטופאגיה מתמעטת. גורי עכברים למשל, סמוך לאחר לידתם, ובטרם החלו לינוק, מסתמכים על אוטופגיה כדי לספק לעצמם את האנרגיה שהם זקוקים לה.
יש חוקרים הטוענים שזהו סוד אריכות הימים שגורם עיכובו של TOR - הגברת האוטופאגיה.
הביוכימיה של פעילותו.
האנזים TOR שייך לקבוצת הקינאזות, אנזימים המבצעים פוספורילציה - זירחון, דהיינו, לוקחים קבוצה זרחתית ממולקולה עתירת אנרגיה כמו ATP ומעבירים אותה למולקולה ספציפית אחרת, ובכך גורמים לשפעולה או לשיתוקה של המולקולה המקבלת, כלומר, גורמים לה לבצע פעולה מסוימת, כפי שנדרש ממנה, או להפסיק את פעילותה. עיכוב פעילותו של האנזים, יגרום אם כן לעיכוב פעילות המולקולה המקבלת.
מסתבר, שהגן הרלוונטי מקודד את האנזים המתאים, שנקשר בציטופלסמה (הנוזל התוך תאי), לחלבונים נוספים אחרים, ליצירת חלבון מורכב יותר הקרוי בהתאמה - TORC1 ו-TORC2. שני הקומפלקסים כוללים בתוכם גם את האנזים TOR ושניהם מפקחים על פעילויות רבות בתא, הקשורות בגדילה. רפאמיצין מסוגלת לעכב בעיקר את פעילותו של TORC1. התרופה עושה זאת על ידי היצמדות לרצפטור תוך תאי בשם FKBP12, כאשר הקומפלקס הנוצר נצמד ל-TOR1 ומשתק את פעילותו. בהיעדר רפמיצין, אם יש גורמים מעוררים בתא, כגון רמות גבוהות של מזון או אנרגיה, מתעורר TOR לפעולה ולהפך כאשר רמות המזון או האנרגיה יורדות.
אריכות ימים.
כבר ב-1935 הראה קלייב מקיי מאוניברסיטת קורנל, שחולדות צעירות, שקיבלו תזונה על סף הרעבה, גדלו לאט, אך האריכו ימים באופן יוצא דופן. חוקרים מאוחרים יותר הראו, שהגבלת צריכת קלוריות, האריכה את תוחלת החיים המרבית במינים ביולוגיים שונים, משמרים עד עכביש וכלבים. קיצוץ הצריכה הקלורית הרגילה, בערך בשליש, בשלב מוקדם בחיים, הגדיל לרוב את תוחלת החיים המרבית ב-30% עד 40%. כיום יש הוכחות ראשוניות לתופעה דומה גם בקופים. במחקרים ארוכי-טווח בנושא הגבלת צריכת קלוריות, נמצא שקופים מסוג רזוס, שקוצץ מזונם, היו בריאים באופן יוצא דופן ובעלי מראה צעיר לגילם. העדויות המצטברות מרמזות שהגבלת צריכת הקלוריות יכולה להביא להזדקנות בריאה גם בבני אדם, בדיוק כפי שהיא עושה בקופים. לאור כל זאת, חוקרי ההזדקנות, מנסים כיום לאתר תרכובות, המשפיעות כמו הגבלת צריכת קלוריות, בלי לגרום בפועל לרעב. ובנקודה זו בדיוק נכנסו התגליות על פעילותם של ה-TOR והרפמיצין.
ב-2003 הצליח חוקר הונגרי בשם טיבור וולאי, שעבד עם חוקרים נוספים באוניברסיטת פריבורג בשווייץ, לעכב באופן גנטי את הסינתזה של TOR, בתולעים ולהאריך כתוצאה מכך את תוחלת החיים הממוצעת שלהם, ביותר מפי שניים. שנה לאחר מכן, ב-2004, חוקר מהמכון הטכנולוגי של קליפורניה, פנקאג' קאפהי, שעובד כיום במכון באק לחקר ההזדקנות בנובטו שבקליפורניה, הראה שגם דיכוי פעילות TOR בזבובי פירות, האריך את תוחלת החיים הממוצעת שלהם והגן עליהם מפני ההשלכות של תזונה עשירה, בדיוק כפי שהגבלת צריכת קלוריות עושה. וב-2005 הוכיחו בריאן קנדי ואחרים, באותה עת מאוניברסיטת וושינגטון, שנטרולם של גנים שונים המצויים במסלול העברת האותות של TOR, בתאי שמר, האריך את תוחלת החיים שלהם גם הוא. בנוסף, מחקר שבוצע במסגרת הקולג' האוניברסיטאי של לונדון מצא, ששיתוק גן הקרוי S6K1, שקשור לבקרת mTOR על ייצור חלבונים, מקנה לעכברות (אך לא עכברים) עמידות בפני מחלות הקשורות בגיל ומאריך את תוחלת החיים המרבית שלהן.
מחקרים אלה ואחרים רמזו, כי עיכובו של TOR מחקה את הפעולה שעושה דיאטת כמעט רעב וכי רפמיצין ונגזרותיו מעכבים את פעילותו של TOR. נראה ש-TOR הוא הדבר הקרוב ביותר ליחידת הבקרה הראשית על קצב ההזדקנות, לפחות בכמה מינים ביולוגיים וייתכן שגם בבני אדם. מחקרים חדישים אף מרמזים כי החלבונים עמילואיד בטא וטאו, הנחשבים כגורמי מחלת אלצהיימר, פועלים את פעולתם ההרסנית על הכישורים השכליים בדרך של הגברת פעילותו של mTOR וכי רפמיצין או נגזרותיה בעלות השפעות הלוואי הפחותות יותר, הפועלות כנגד האנזים הזה, יכולות אולי לעצור או לעכב את תהליך ההידרדרות השכלית המתרחשת במחלה זו.
Rick Berman
כריש חטמן
זפרם קוקרן
זפרם קוקרן (באנגלית: Zefram Cochrane), הוא דמות בדיונית המופיעה ביקום הבדיוני של זיכיון "מסע בין כוכבים". הדמות נוצרה על ידי הסופר ג'ין ל. קון, והופיעה לראשונה בפרק משנת 1967 של " בשם "Metamorphosis", בו הדמות גולמה על ידי השחקן גלן קורבט. מאוחר יותר ג'יימס קרומוול גילם את קוקרן, בשנת 1996, בסרט הקולנוע ", ולאחר מכן בפרק הפיילוט של " משנת 2001 - ""Broken Bow". קטעים של קרומוול מ-" שולבו בפרק של " בשם "In a Mirror, Darkly (Part I)", יחד עם קטעים חדשים של שחקן אחר הלבוש באופן זהה, אשר פניו אינן מוצגות.
כפי שתואר במסגרת האירועים של ", קוקרן הוא בן-האדם הראשון שהמציא את מנוע העיוות, בשנת 2063, אשר טיסת המבחן שלו משכה את תשומת הלב של הוולקנים, והובילה למפגש הראשון של האנושות עם גזע חייזרים.
ביוגרפיה של הדמות.
קוקרן נולד בשנת 2030 (או 2013, על פי רומן המבוסס על הסרט ""). הוא בנה את ספינת החלל הראשונה של האנושות המסוגלת לטוס במהירות עיוות, בשם "פניקס" ("Phoenix"), בבוזמן, מונטנה, מתוך משגר טיל בליסטי גרעיני ישן מסוג טיטן 2 הוא התחיל את הפרויקט למטרת רווח, אך במקום זאת גילה, על ידי צוות של האנטרפרייז-E מהעתיד, כי זכה לשבחים רבים, אשר הטרידו את שלוותו.
ב-5 באפריל 2063, קוקרן ביצע את הטיסה הראשונה של כדור הארץ במנוע עיוות, כשהוא מנגן את השיר ""Magic Carpet Ride" של להקת "Steppenwolf"" במהלך השיגור. טיסת העיוות של הפניקס זוהתה על ידי ספינת מחקר של הוולקנים, "T'Plana hath", אשר לאחר מכן יצרה קשר ראשון של שלום עם בני האדם, לרבות קוקרן, באתר השיגור של הפניקס שבמונטנה.
הפתגם הנ"ל (בתרגום לעברית: "אל תנסה להיות אדם גדול. פשוט היה אדם, ותן להיסטוריה לשפוט בעצמה") מיוחס לקוקרן, שאמר אותו בשנת 2073. בראשית המאה ה-22, קוקרן נכח בחנוכת קומפלקס מנוע עיוות 5 על כדור הארץ, בו הצהיר:
בתרגום לעברית: "מנוע זה יאפשר לנו להגיע באומץ למקום שבו אף אדם לא הגיע לפני כן"; מה שהופך אותו לאדם הידוע הראשון (ביחס לציר הזמן הבדיוני של מסע בין כוכבים) שאומר זאת.
מתקן השיגור של הפניקס הפך לאנדרטה היסטורית. פסל שיש בגובה 20 מטר הוצב שם, המציג את קוקרן מביט בגבורה אל עבר העתיד. שמו של קוקרן הפך לנערץ ברחבי הגלקסיה המוכרת, עם אוניברסיטאות, ערים שלמות וכוכבי לכת הנקראים על שמו. המהנדס הראשי של האנטרפרייז-E ג'ורדי לה פורג', למשל, למד בבית הספר התיכון על שם זפרם קוקרן.
על פי הפרק "Metamorphosis" של "", קוקרן נחשב למת לאחר שנעלם מאלפא קנטאורי בשנת 2117. ג'יימס ט' קירק, ספוק, ולאונרד מקוי מוצאים את קוקרן חי, על אסטרואיד שאותו הוא מכנה ""Companion", נוכחות אוורירית של אנרגיה טהורה שהשיבה נעורים לקוקרן הזקן והגוסס, 150 שנה קודם לכן, והחזיקה אותו בשבי מאז - במצבו הצעיר ומלא המרץ.
יקום המראה.
ביקום המראה, במקום לקבל את פניהם של הוולקנים בקבלת פנים לשלום, קוקרן ושאר בני האדם הורגים אותם ובוזזים את ספינתם. בני האדם כובשים עולמות אחרים, כחלק מאימפריית הארצנים האכזרית.
הופעות.