Нобелевская премия за «самоедство» клетки

Аутофагия — это процесс утилизации и переработки ненужных частей клетки — разного накопившегося в ней «мусора». Термин, давший название процессу, образован из двух греческих, слов которые вместе переводятся как «самоедство». Или «самопоедание».

Лауреат в области медицины и физиологии был назван сегодня — 3 октября 2016 года. Им стал Ёсинори Осуми (Yoshinori Ohsumi) специалист по биологии клетки из Технологического университета Токио, который удостоен награды « за открытие механизмов аутофагии».

Пресс-релиз Нобелевского комитета гласит:

«Открытия Осуми привели к новой парадигме в нашем понимании того, как клетка перерабатывает свое содержимое. Его открытия открыли путь к пониманию фундаментальной важности аутофагии для множества физиологических процессов, таких как адаптация к голоду и ответ на инфекцию.

Аутофагия — это процесс утилизации и переработки ненужных частей клетки — разного накопившегося в ней «мусора». Термин, давший название процессу, образован из двух греческих, слов которые вместе переводятся как «самоедство». Или «самопоедание».

То, что феномен вообще существует, ученые обнаружили еще в 60-х годах прошлого века. Но не смогли разобраться в тонкостях механизма. В 90-х годах это сделал Осуми. Проводя свои эксперименты, он выявил еще и гены, которые отвечают за аутофагию. И вот почти через четверть века награда нашла героя, который стал 39-м в истории ученым, удостоенным Нобелевской премии единолично.

Аутофагия присуща живым организмам, в том числе и нашим. Благодаря ей клетки избавляются от ненужных частей, а организм в целом — от ненужных клеток.

Природа предусмотрительно наделила клетки столь удивительной и полезной способностью — переваривать то, что «выглядит» лишним или вредным. Действуют они почти как мы. Только автоматически. Упаковывают «мусор» в специальные мешки — аутофагосомы. Далее перемещают в контейнеры — лизосомы. Где «всякая гадость» разрушается и перевариваются. Продукты переработки — эдакое «вторсырье» — идут на производство топлива для питания клетки. Из них изготавливаются и новые строительные блоки, используемые для обновления клетки.

Благодаря аутофагии клетка очищается от попавшей в нее инфекции и от образовавшихся токсинов.

Аутофагия начинает работать наиболее интенсивно, когда организм испытывает стресс. Например, голодает. В этом случае клетка вырабатывает энергию за счет своих внутренних ресурсов — из всякого накопившегося мусора. И в том числе — из болезнетворных бактерий.

Открытие лауреата свидетельствует: голодать, а иной раз и поститься все-таки полезно — организм действительно очищается. Подтверждено Нобелевским комитетом.

Как уверяют коллеги Осуми, аутофагия предохраняет организм от преждевременной старости. Может быть, даже омолаживает за счет того, что создает новые клетки, выводит из организма дефектные белки и поврежденные внутриклеточные элементы, поддерживая его в исправном состоянии.

А нарушения в процессах аутофагии приводят к болезни Паркинсона, диабету и даже к раку. Понимая это, медики создают уже новые лекарства, способные исправить нарушения и, стало быть, вылечить.

Однако… Похоже, что в целях профилактики стоит иной раз поголодать, вгоняя организм в оздоровительный, как теперь выясняется, стресс.

Ёсинори Осуми родился в 1945 году. Свою премию в размере 8 миллионов шведских крон — это чуть больше 950 тысяч долларов США — он получит вместе с другими учеными-лауреатами в Стокгольме 10 декабря.

Нобелевский комитет заявил, что в этой номинации премии за 2016 год удостоен Есинори Осуми из Токийского технологического института за открытие механизма аутофагии — процесса деградации и переработки внутриклеточного мусора.

Аутофагия (греч. auto — себя и phagein — есть) — процесс уничтожения внутриклеточного мусора с помощью лизосом, клеточных компонентов с кислой средой. Идея о клеточном «самоедстве» появилась еще в 1960-х годах, когда исследователи впервые заметили, что клетки могут избавляться от собственного содержимого, образуя вокруг него мембранный мешочек и транспортируя его в лизосомы для утилизации.

В середине 50-х годов ученые открыли новый клеточный компонент, содержавший ферменты, которые переваривали белки, жиры и углеводы. Компонент назвали лизосомой.

Ее функцией оказалась утилизация клеточного содержимого.

Дальнейшее изучение лизосом показало, что части клеток попадают в них с помощью специальных пузырьков. Процесс переноса ненужного клеточного содержимого в лизосомы назвали аутофагией, а пузырьки – аутофагосомами. Из-за сложностей в изучении о феномене было мало что известно, пока начале 1990 годов японский исследователь Есинори Осуми не провел ряд блестящих экспериментов с пекарскими дрожжами и выявил ответственные за аутофагию гены.

Далее он продолжил изучать механизмы аутофагии и доказал, что подобные процессы протекают и в клетках человеческого организма.

Открытия Осуми привели к формированию новой парадигмы нашего понимания того, как клетки перерабатывают свое содержимое. Его труды помогли осознать важность аутофагии во многих физиологических процессах — от адаптации к голоду до иммунного ответа. Мутации в ассоциированных с аутофагией генах могут вызывать болезни, а сам процесс аутофагии связан с некоторыми заболеваниями, включая рак и неврологические болезни.

Аутофагия способна быстро обеспечить «топливо» и строительные блоки для обновления клеточных компонентов, поэтому она жизненно необходима для клеточного ответа на разные виды стресса. При заражении вирусами и бактериями аутофагия помогает клеткам от них избавиться. Также она способствует развитию эмбриона и дифференцировке (формированию способности к тем или иным профильным функциям) клеток.

Кроме того, клетки используют аутофагию, чтобы избавляться от поврежденных белков и органелл, что играет основную роль в противодействии негативным последствиям старения.

«Осуми известен в научном мире, свои ключевые работы он делал с 1992 года. Главное его достижение – открытие генов аутофагии, которые вовлечены в этот процесс у дрожжей. Затем другие ученые присутпили к изучению этих генов у млекопитающих и у человека. Оказалось, что это очень консервативная группа генов, которая включает порядка 30 генов, которые сохранились в ходе эволюции и выполняют исходные функции, и профессор Осуми был фактически родоначальником этой области, — пояснил Валерий Поспелов. В 1974 году профессор Кристиан де Дюв получил Нобелевскую премию за открытие лизосом.

Суть аутофагии в том, что различные органеллы клеток, подлежащие деградации, помещаются в структуры аутофагосомы, которые сливаются с лизосомами, образуя аутофаголизосому, где специальные ферменты участвуют в деградации белков.

«Фактически аутофагия имеет отношение к таким процессам, как рак и старение.

Когда нарушается процесс аутофагии, могут возникать такие проблемы, как болезнь Паркинсона, или рак, — пояснил ученый, —Ведь раковые клетки, беспрерывно делятся и получают поддержку от процесса аутофагии, так как он выполняет защитную функцию, клетка получает карт-бланш на дальнейшее деление. И на борьбу с этим направлены усилия молекулярных онкологов и биологов, чтобы найти адекватные вещества-ингибиторы, способные подавлять протекторную функцию аутофагии в раковых клетках».


 

Один комменатрий на “Нобелевская премия за «самоедство» клетки

  1. Уведомление: ДР 3 |

Добавить комментарий