Strona główna Aktualności
Zdrowie

Medyczny Nobel za odkrycie komórkowego "serwisu sprzątającego"

04.10.2016 Zdrowie, Nagrody Nobla 2016

Fot. PAP/EPA/ STINA STJERNKVIST 03.10.2016

Japończyk Yoshinori Ohsumi za odkrycia dotyczące mechanizmów autofagii otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie medycyny i fizjologii. Dzięki pracom tegorocznego noblisty rozumiemy, w jaki sposób komórka pozbywa się odpadów, dokonując recyklingu białek.

Laureata Nagrody Nobla ogłosił w poniedziałek w Sztokholmie Komitet Noblowski. Do 71-letniego naukowca z Tokio Institute of Technology trafi 8 mln koron szwedzkich (ok. 850 tys. euro). „Jestem zaskoczony, akurat przebywałem w swoim laboratorium” - powiedział Yoshinori Ohsumi, kiedy dowiedział się, że został uhonorowany Noblem. W laboratorium japoński naukowiec spędził praktycznie całe życie.

 

Dzięki odkryciom Japończyka zmieniło się rozumienie sposobu, w jaki komórka dokonuje „recyklingu” swojej zwartości. Zaburzenia autofagii mają związek z chorobą Parkinsona, cukrzycą typu 2. i innymi chorobami typowymi dla starszych osób. Wpływające na nią mutacje mogą powodować choroby genetyczne. Także nowotwory mają związek z zaburzoną autofagią. Dlatego właśnie w wielu krajach trwają badania nad lekami działającymi na ten ważny proces.

 

Słowo "autofagia” pochodzi z języka greckiego, przy czym „auto”, oznacza „samo”, zaś "phagein" – „jeść”. Tak więc oznacza to „samozjadanie”.

 

Już w latach 60. XX w. naukowcy po raz pierwszy zaobserwowali, że komórka może niszczyć swoje własne części składowe – np. uszkodzone białka, a nawet całe organella, w rodzaju mitochondriów. Takie niepotrzebne odpady otaczane są błoną, tworząc podobny do woreczka pęcherzyk (autofagosom), transportowany od „przetwórni odpadów”, czyli lizosomu. Autofagosom zlewa się w jedność z lizosomem, a jego zawartość zostaje rozłożona na prostsze składniki. Uzyskane „surowce wtórne” komórka wykorzystuje, jako budulec i/lub paliwo.

 

Zjawisko autofagii okazało się trudne do zbadania i niewiele było o nim wiadomo aż do początku lat 90. XX w., kiedy Yoshinori Ohsumi przeprowadził serię błyskotliwych eksperymentów na drożdżach piekarskich. Udało mu się zidentyfikować geny o podstawowym znaczeniu dla autofagii, a następnie wyjaśnić mechanizmy dotyczące autofagii u drożdży. Później wykazał, że podobne procesy zachodzą w komórkach człowieka.

 

Techniczny problem stanowiły dla Ohsumiego małe rozmiary drożdżowych komórek. Szczegóły ich wewnętrznej budowy trudno rozróżnić pod mikroskopem, dlatego naukowiec nie był pewien, czy u drożdży w ogóle zachodzi zjawisko autofagii. Postanowił więc zakłócić proces degradacji w wakuoli, wychodząc z założenia, że spowoduje to gromadzenie się pełnych komórkowych odpadków autofagosomów wewnątrz wakuoli.

 

W tym celu hodował zmutowany szczep drożdży, pozbawiony enzymów potrzebnych do rozkładania odpadów. Jednocześnie pobudzał proces autofagii, głodząc komórki drożdży. I rzeczywiście, już po kilku godzinach wypełniające wakuolę pęcherzyki z nieprzetworzonymi odpadami stawały się pod mikroskopem wyraźnie widoczne. W ten pomysłowy sposób Ohsumi potwierdził istnienie autofagii w komórkach drożdży.

 

Ważniejszym osiągnięciem było jednak stworzenie metody pozwalającej zidentyfikować i scharakteryzować geny, mające kluczowe znaczenie dla tego procesu. Wyłączając przypadkowe geny za pomocą odpowiedniej substancji chemicznej, można było znaleźć te, które odpowiadały za tworzenie autofagosomów.

 

Kolejne eksperymenty z udziałem tysięcy zmutowanych szczepów drożdży pozwoliły zidentyfikować 15 genów o kluczowym znaczeniu dla procesu autofagii, a także scharakteryzować funkcjonalnie kodowane przez nie białka. Okazało się, że proces autofagii kontrolowany jest przez kaskadę białek i kompleksów białek, z których każde kontroluje określony etap tworzenia się autofagosomu. Publikacja wyników badań Ohsumiego w roku 1992 miała przełomowe znaczenie.

 

Wkrótce okazało się, że niemal identyczne mechanizmy funkcjonują również w ludzkich komórkach. Autofagia kontroluje ważne funkcje fizjologiczne, związane z usuwaniem i recyklingiem. Dzięki autofagii komórka może w razie potrzeby uzyskać materiał budulcowy i energię z odpadów. Jest to niezbędne szczególnie w warunkach niedoboru i stresu. Podczas infekcji komórka może wyeliminować bakterie czy wirusy - a ich substancje budulcowe wykorzystać na własne potrzeby. Bez autofagii nie jest możliwy rozwój zarodka i różnicowanie komórek. Działając jak kontrola jakości, pozwala pozbyć się „wybrakowanych" białek i organelli, co zapobiega skutkom starzenia.

 

W 2012 r. Yoshinori Ohsumi otrzymał Nagrodę Kioto, najbardziej prestiżowe w Japonii wyróżnienie ufundowane przez Kazuo Inamori, nazywane „japońskim Noblem”.

 

Jak ocenili w rozmowie z PAP eksperci, odkrycie mechanizmów autofagii z całą pewnością może być wykorzystane w leczeniu wielu chorób, w tym nowotworów. Tego zdania jest prof. Magdalena M. Rost-Roszkowska z Katedry Histologii i Embriologii Zwierząt Uniwersytetu Śląskiego. Zdaniem prof. Tomasza Motyla z SGGW wykorzystanie zjawiska autofagii razem z chemioterapeutykami czy radioterapią mogłoby usprawnić likwidowanie komórek nowotworowych. Duży potencjał aplikacyjny badań noblisty - zarówno w medycynie, jak i w diagnostyce - zauważyła prof. Lucyna Woźniak z Uniwersytetu Medycznego w Łodzi.

 

Z kolei prof. Bożena Kamińska z Instytutu Biologii Doświadczalnej im. M. Nenckiego w Warszawie zwróciła uwagę, że prace noblisty stały się podstawą, na której budowano kolejne badania.

 

PAP - Nauka w Polsce

 

agt/ pmw/ lt/ ekr/ szz/ zbw/ zan/ mrt/

Podziel się
Ocena: 0 głosów

Logowanie



Nie pamiętam hasła

Rejestracja

Komentarze: 0
Skomentuj Zobacz wszystkie  

Uwaga Redakcje!

Wszelkie materiały PAP (w szczególności depesze, zdjęcia, grafiki, pliki video) zamieszczone w serwisie "Nauka w Polsce" chronione są przepisami ustawy z dnia 4 lutego 1994 r. o prawie autorskim i prawach pokrewnych oraz ustawy z dnia 27 lipca 2001 r. o ochronie baz danych.

 

PAP S.A. zezwala na bezpłatny przedruk artykułów z Serwisu Nauka w Polsce pod warunkiem mailowego poinformowania nas raz w miesiącu o fakcie korzystania z serwisu oraz podania źródła artykułu. W portalach i serwisach internetowych prosimy o zamieszczenie podlinkowanego adresu: Źródło: www.naukawpolsce.pap.pl a w czasopismach adnotacji: Źródło: Serwis Nauka w Polsce - www.naukawpolsce.pap.pl. W przypadku portali społecznościowych prosimy o umieszczenie jedynie tytułu i leadu naszej depeszy z linkiem prowadzącym do treści artykułu na naszej stronie, podobnie jak to jest na naszym profilu facebookowym. 

 

Powyższe zezwolenie nie dotyczy: informacji z kategorii "Świat" oraz wszelkich fotografii i materiałów video.

 

Informacje tekstowe z kategorii "Świat" można pozyskać odpłatnie abonując Serwis Nauka i Zdrowie PAP. Serwis ten zawiera ponadto wiele innych najnowszych doniesień naukowych z zagranicy oraz materiałów dotyczących szeroko rozumianej problematyki zdrowotnej. 

 

Informacje na temat warunków umowy można uzyskać w Dziale Sprzedaży i Obsługi Klienta PAP, tel.: (+48 22) 509 22 25, e-mail:  pap@pap.pl

 

Informacje o przedruku artykułów z Serwisu Nauka w Polsce, prośby o patronaty medialne, informacje o prowadzonych badaniach, organizowanych konferencjach itd., prosimy przesyłać na adres: naukawpolsce@pap.pl

 

 

Najpopularniejsze materiały

więcej

Książka

Klasyka fizyki dla smyka i laika Klasyka fizyki dla smyka i laika

"Pan Tompkins" to książki, na których wychowały się już zastępy fizyków. Obecnie z jego przygodami mogą się zapoznać kolejne pokolenia. I choć autor - George Gamow - nie żyje od pół wieku, książka została uzupełniona o nowe wątki i tematy, podejmowane w fizyce w ostatnich latach.

Więcej

Myśl na dziś

Dobrze zrozumiana nauka chroni człowieka przed pychą, gdyż ukazuje mu jego granice.
Albert Schweitzer

Nasz blog

Przełamując efekt Matyldy Przełamując efekt Matyldy

Maria Skłodowska-Curie czy Katherine G. Johnson to kobiety nauki, które odniosły sukces, przełamały społeczną nieufność, zdobyły zasłużone laury, a ostatnio "upomniało się" o nie kino. Jednak tych, których wybitne dokonania naukowe długo pozostawały w cieniu i wciąż są mało znane jest wiele. Cecilia Payne-Gaposchkin, Jocelyn Bell Burnell czy Trottula, to tylko niektóre z nich.

Więcej

Tagi

-->