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

Tajemnice grzybów - dla niewtajemniczonych Tajemnice grzybów - dla niewtajemniczonych

Czy wiedzieliście, że grzyby można spotkać nawet na pustyniach czy w oceanach? Albo wykorzystać jako... planistów ruchu? Każdy, kto czuje się gotów na wprowadzenie do swojego życia tych i innych ciekawostek okołogrzybowych, powinien sięgnąć po książkę "Tajemnicze życie grzybów".

Więcej

Myśl na dziś

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

Nasz blog

Reglamentowane pradzieje. O nowej syntezie najstarszych dziejów naszego kraju Reglamentowane pradzieje. O nowej syntezie najstarszych dziejów naszego kraju

Nowe kompendium wiedzy o polskich pradziejach przygotowywano przez ponad 5 lat i wydano na nie 1,4 mln zł. Mimo, że publikację wydano również w wersji elektronicznej, dostęp do niego będą mieli nieliczni. Wielka szkoda.

Więcej

Tagi