poznaj laureata Nagrody Nobla w dziedzinie medycyny w 2016 roku

Yoshinori Ohsumi otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie medycyny w 2016 roku za przełomowe badania nad autofagią. Od czasu odkrycia w 1990 roku autofagia stała się kluczowym pojęciem w biologii molekularnej i medycynie.

czym jest autofagia?
termin wywodzi się od greckich słów auto (co oznacza jaźń) i fagein (co oznacza jeść). Pomysł samo-jedzenia pojawił się po raz pierwszy w latach 60., kiedy komórki mogły niszczyć cząsteczki wewnątrz siebie za pomocą membran.

tworzą one workowate struktury zwane pęcherzykami, które są następnie transportowane do centrum recyklingu zwanego lizosomem, gdzie zawartość pęcherzyka ulega degradacji.

proces autofagii był tak kluczowy dla medycyny, że wcześniejsze odkrycia Ohsumi również zdobyły nagrodę Nobla. Identyfikacja lizosomów w komórkach wygrała w 1974 roku, z uzyskanym zrozumieniem, że duże składniki komórek mogą ulec degradacji w pęcherzykach. Pęcherzyki zostały teraz ukute autofagosomami.
w 2004 roku przyznano Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii za odkrycie procesów trawienia białek, które, jak sądzono, zachodzą, gdy lizosom wiąże się z fagolizosomem.

eksperymenty Oshumi
Oshumi rozpoczął badania nad tym samym procesem w komórkach drożdży, obserwując wakuol – odpowiednik lizosomu w drożdżach. Komórki drożdży są bardzo łatwe do badania w porównaniu z komórkami ludzkimi lub zwierzęcymi i dlatego są wykorzystywane jako model dla ludzi. Wakuola zawiera zapasy cukru, a poprzez głodowanie komórek drożdży, powinna powodować degradację wakuoli za pomocą lizosomów i autofagosomów. Obserwując wakuolę po głodowaniu, Oshumi zaobserwował duże nagromadzenie autofagosomu w ciągu 2 godzin. Wielkie znaczenie ma to, że opracował metodę, do której można zidentyfikować proces autofagii.

Oshumi i jego zespół zastosowali tę metodę i zbadali, które geny są niezbędne do tego procesu. Stwierdził, że jeśli geny autofagii zostaną wyłączone, nagromadzenie pęcherzyków w wakuoli nie nastąpi, gdy komórka drożdży zostanie zagłodzona.

dodając substancje chemiczne, które spowodowały mutacje w DNA drożdży, Oshumi był w stanie zidentyfikować wszystkie geny odpowiedzialne za proces i ich funkcje w mechanizmie w ciągu roku.

Jakie to miało znaczenie?
wkrótce staje się jasne, że u ludzi zachodzi niemal identyczny proces. Naukowcy byli w stanie zidentyfikować wiele kluczowych procesów fizjologicznych, które wykorzystywały autofagię, takich jak szybka produkcja energii, która jest niezbędną odpowiedzią na głód i stres.

odkrycie Oshumi doprowadziło do odkrycia, że autofagia zabija bakterie i wirusy, które dostały się do komórki, a także niszczy uszkodzone białka i składniki komórkowe, zapobiegając w ten sposób chorobom. Proces ten jest kluczowy, ponieważ działa jako mechanizm kontroli jakości, jeśli produkowane jest wadliwe białko, jest ono niszczone.

wiele chorób zostało zidentyfikowanych jako zaburzenie genów autofagii. Mutacje powodują choroby genetyczne i są związane z cukrzycą typu 2, chorobą Parkinsona i wieloma innymi chorobami, które dotykają osoby starsze. Geny te są obecnie potencjalnym miejscem dla nowych metod leczenia i wkrótce staną się celami leczenia.

autofagia jest znana od 55 lat, ale pragnienie Oshumi, aby zrozumieć proces i odkryć geny, przyspieszyło szybkość, z jaką przyszłe leczenie będzie dostępne. Profesor Yoshinori Ohsumi jest zasłużonym laureatem Nagrody Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny w 2016 roku.

Image: Fiona Shields/flickr