Udelili prvú Nobelovu cenu, je za výskum odbúrania prebytočných a poškodených bunkových štruktúr
Autofágia je dôležitá pre správne fungovanie buniek, pre boj s vírusmi a baktériami či počas vývoja embrya. Jej poruchy vedú k Parkinsonovej chorobe, epilepsii, cukrovke alebo rakovine.
Na Nobelovu cenu za fyziológiu alebo medicínu tohto roku nominovali 273 vedcov z celého sveta. Spomedzi nich si najprestížnejšie vedecké ocenenie odniesol 71-ročný Japonec Jošinori Ohsumi za „objasnenie mechanizmu autofágie“.
Autofágia prebieha v každej našej bunke. Ide vlastne o proces „samopožierania sa“, keď bunky ničia a recyklujú nepotrebné alebo nežiaduce bunkové komponenty ako poškodené bielkoviny či vírusy a baktérie.
Jav autofágie je známy už vyše 50 rokov. Jeho dôležitosť vo fyziológii bunky a v medicíne sa však začala skúmať až po roku 1992, Ohsumi a jeho kolegovia vtedy napísali článok, v ktorom opísali mechanizmus autofágie.
Transportný systém
V živočíšnych bunkách prebieha proces autofágie v takzvaných lyzozómoch, teda bunkových organelách, ktoré dokážu rozložiť všetky biomolekuly: cukry, tuky aj bielkoviny. Za objav lyzozómu už udelili Nobelovu cenu, dostal ju Cristian de Duve v roku 1974.
Aby sa náklad (biomolekuly, vírusy a baktérie) dostal až do lyzozómu, musí v bunke existovať nejaký prepracovaný transportný systém. Funguje na základe vytvorenia vezikuly, teda prenosného membránového obalu, ktorý svoj náklad najprv obkolesí a neskôr uzavrie.
Vezikula s nákladom vnútri sa nazýva autofagozóm a je schopná spojiť sa s lyzozómom, v ktorom rozkladné enzýmy urobia svoju prácu.
Samotný mechanizmus autofágie však nebol preskúmaný, až kým si Ohsumi nezaložil výskumnú skupinu v roku 1988.
O kvasinkách a ľuďoch
Prvotné experimenty Ohsumi uskutočnil na kvasinkách, takých, aké používame pri pečení či výrobe piva. Kvasinky často slúžia ako modelový organizmus, najmä pre svoju jednoduchosť, rýchly rast a možnosť zavádzania mutácií.
Obsahujú aj špeciálne bunkové organely nazývané vakuoly (podobné ako lyzozómy živočíšnych buniek). Aby ich mohli pozorovať pod mikroskopom a dokázať, že autofágia prebieha aj v nich, musel Ohsumi vyvinúť mutantné kvasnice, v ktorých zablokoval spracovanie autofagozómov.
Tie sa začali hromadiť vnútri vakuol, takže ich uvideli pod mikroskopom.
Ďalším výskumom sa mu podarilo identifikovať 15 génov, ktoré sú zodpovedné za spúšťanie a reguláciu autofágie. Tie kódujú celú kaskádu rôznych kontrolných bielkovín a bielkovinových komplexov, z ktorých každá vplýva na niektoré zo štádií vytvárania autofagozómu.
„(Ohsumi) je veľmi skromný genetik, ktorý zmenil celý vedecký odbor. Zaujímala ho divná metabolická dráha, z ktorej sa vykľula veľmi dôležitá dráha v medicíne,“ povedala pre Nature na margo ocenenia Sharon Tooze, biologička z Inštitútu Fracisa Criska v Londýne.
„Jošinori Ohsumi je v Japonsku veľmi známy, najmä vo vedeckej komunite. Študenti sa o ňom a jeho výskume učia už na bakalárskom stupni štúdia,“ povedal pre Denník N Jasunori Okamoto, postdoktorant z Japonska pôsobiaci vo Švajčiarsku.
Dôležitosť v medicíne
Výskum autofágie a s ňou spojených procesov začal po prvých Ohsumových publikáciách výrazne napredovať. Dnes už napríklad vieme, že proces autofágie poskytuje materiál na opravu bunkových komponentov a ich recykláciu.
Ide o dôležitú odpoveď bunky na rôzne stresové podnety z okolia, ako napríklad nedostatok živín či napadnutie vírusmi a baktériami.
Autofágia pomáha bunkovej diferenciácii a vývoju embrya. Navyše ide o jeden zo základných mechanizmov, ktorý je spojený so starnutím.
Ak sú mechanizmy autofágie v bunke poškodené, môže dôjsť k vývoju rôznych ochorení, ako je diabetes, Parkinsonova choroba, epilepsia, rôzne genetické poruchy či dokonca rakovina.
Vďaka Ohsumovmu štúdiu procesov spojených s autofágiou výrazne stúpol záujem vedeckej komunity o túto problematiku. Autofágia sa do dnešného dňa stala jednou z najštudovanejších oblastí biomedicíny, čo je možné vidieť aj na výraznom náraste počtu publikácií, najmä od roku 2000.
Týždeň udeľovania Nobelových cien sa začal tradične cenou za fyziológiu alebo medicínu. Tohto roku si ju odniesol Jošinori Ohsumi ako 23. ocenený Japonec.
Do roku 2015 ich udelili 106, z toho 38 iba jednému laureátovi. Cenu za fyziológiu alebo medicínu si do minulého roku odnieslo 12 žien.
Najmladším oceneným bol Frederik G. Banting, ktorý bol v roku 1923 ocenený za objav inzulínu. Mal vtedy 32 rokov. Naopak, najstarším bol Peyton Rous, ktorý v roku 1966 ako 87-ročný dostal cenu za objav vírusov vyvolávajúcich nádory. Priemerný vek laureáta Nobelovej ceny za fyziológiu alebo medicínu je 58 rokov.
Minulý rok ocenili výskum v oblasti takzvaných „zanedbaných tropických chorôb“. Odniesla si ju Čínaňka Juju Tuová za objav Artemisininu, lieku na maláriu, a dvojica William C. Campbell a Satoši Omura za spoločný výskum v oblasti liečby onchocerkózy (riečna slepota) a filariázy.
Dostupné z doi: 10.1083/jcb.119.2.301.
🗳️ Ak chcete podporiť našu prácu pred druhým kolom volieb aj nad rámec predplatného, môžete to urobiť aj darom.🗳️
Máte pripomienku alebo ste našli chybu? Prosíme, napíšte na [email protected].