Lernen Sie den Gewinner des Nobelpreises für Medizin 2016 kennen

Yoshinori Ohsumi hat den Nobelpreis für Medizin 2016 für seine bahnbrechende Studie zur Autophagie gewonnen. Seit der Entdeckung im Jahr 1990 hat sich die Autophagie zu einem Schlüsselkonzept in der Molekularbiologie und Medizin entwickelt.

Was ist Autophagie?
Der Begriff leitet sich von den griechischen Wörtern auto (Bedeutung selbst) und phagein (Bedeutung zu essen). Diese Idee des Selbstessens wurde erstmals in den 1960er Jahren beobachtet, als Zellen mithilfe von Membranen Partikel in sich selbst zerstören konnten.Diese bildeten sackartige Strukturen, sogenannte Vesikel, die dann zu einem Recyclingzentrum, einem Lysosom, transportiert werden, wo der Inhalt des Vesikels abgebaut wird.

Der Prozess der Autophagie war so wichtig für die Medizin, dass frühere Entdeckungen von Ohsumi auch Nobelpreise gewonnen haben. Die Identifizierung von Lysosomen in Zellen gewann 1974 mit dem gewonnenen Verständnis, dass große Bestandteile von Zellen in den Vesikeln abgebaut werden könnten. Die Vesikel wurden nun als Autophagosomen bezeichnet.Im Jahr 2004 wurde der Nobelpreis für Chemie für die Entdeckung von Proteinverdauungsprozessen verliehen, von denen angenommen wurde, dass sie auftreten, wenn ein Lysosom an ein Phagolysosom bindet.

Oshumis Experimente
Oshumi begann seine Forschung mit dem gleichen Prozess in Hefezellen und beobachtete die Vakuole – das Lysosomenäquivalent in Hefe. Hefezellen sind im Vergleich zu menschlichen oder tierischen Zellen sehr einfach zu untersuchen und werden daher als Modell für den Menschen verwendet. Die Vakuole enthält Zuckerspeicher und sollte durch Verhungern der Hefezellen den Abbau der Vakuolen durch die Verwendung von Lysosomen und Autophagosomen bewirken. Oshumi betrachtete die Vakuole nach dem Verhungern und beobachtete innerhalb von 2 Stunden eine große Ansammlung des Autophagosoms. Die große Bedeutung davon ist, dass er nun eine Methode entwickelt hatte, mit der der Prozess der Autophagie identifiziert werden konnte.

Mit dieser Methode untersuchten Oshumi und sein Team nun, welche Gene für den Prozess essentiell sind. Er erklärte, dass, wenn die Autophagie-Gene deaktiviert wären, die Ansammlung der Vesikel in der Vakuole nicht auftreten würde, wenn die Hefezelle verhungert wäre.

Durch Zugabe von Chemikalien, die Mutationen in der Hefe-DNA verursachten, konnte Oshumi innerhalb eines Jahres alle für den Prozess verantwortlichen Gene und ihre Funktionen im Mechanismus identifizieren.

Was war die Bedeutung davon?
Es wird schnell klar, dass beim Menschen ein fast identischer Prozess stattfindet. Wissenschaftler konnten viele wichtige physiologische Prozesse identifizieren, die Autophagie verwendeten, wie die schnelle Produktion von Energie, die eine wesentliche Reaktion auf Hunger und Stress ist.

Oshumis Entdeckung hat dazu geführt, dass Autophagie Bakterien und Viren abtötet, die in eine Zelle eingedrungen sind, sowie beschädigte Proteine und Zellbestandteile zerstört und so Krankheiten vorbeugt. Dieser Prozess ist der Schlüssel, da er als Qualitätskontrollmechanismus fungiert, wenn ein fehlerhaftes Protein produziert wird, wird es zerstört.

Eine Reihe von Krankheiten wurden als Störung der Autophagiegene identifiziert. Mutationen verursachen genetische Erkrankungen und sind mit Typ-2-Diabetes, Parkinson und vielen anderen Krankheiten verbunden, die ältere Menschen betreffen. Diese Gene sind jetzt ein potenzieller Standort für neue Behandlungen und werden bald die Ziele für Behandlungen sein.Autophagie ist seit 55 Jahren bekannt, aber Oshumis Wunsch, den Prozess zu verstehen und die Gene zu entdecken, hat die Geschwindigkeit beschleunigt, mit der zukünftige Behandlungen verfügbar gemacht werden. Professor Yoshinori Ohsumi ist der verdiente Gewinner des Nobelpreises für Physiologie oder Medizin 2016.

Bild: Fiona Shields/flickr