iPon Hírek

Az autofágia leírója kapta az orvosi Nobel-díjat

Dátum | 2016. 10. 03.
Szerző | Jools
Csoport | EGYÉB

Az autofágiára, vagyis a sejtek önemésztési folyamatára először az 1950-es években figyeltek fel a kutatók, akik észrevették, hogy a sejtek időnként membránból álló zsákokba (lizoszómákba) zárva és az újrahasznosító központhoz irányítva megsemmisítik saját belső részeiket. A jelenség tanulmányozása azonban annyira nehéznek bizonyult, hogy Oszumi Josinori (1945) fellépéséig nagyon keveset lehetett tudni róla. A japán kutató az 1990-es évek elején zseniális kísérletekkel azonosította az autofágiáért felelős géneket, majd a folyamat hátterében zajló mechanizmusokat is, bizonyítva, hogy saját sejtjeinkben is hasonlóan működik az önemésztés. Oszumi felfedezései átformálták a sejt működéséről alkotott korábbi képet, hiszen bizonyították, hogy az autofágia által lehetővé tett körforgás alapvető fontosságú a sejt működéseihez. Ezért döntött úgy az orvostudományi és élettani Nobel-díjat odaítélő bizottság, hogy a japán szakértőnek adja a magas kitüntetést. Christian de Duve belga kutató az 1950-es évek közepén fedezte fel a lizoszómának nevezett új sejtszervecskét, amely fehérjék, szénhidrátok és lipidek lebontására alkalmas enzimeket tartalmaz. A szakértő 1974-ben orvosi Nobel-díjat kapott eredményeiért. Az 1960-as években aztán az is kiderült, hogy a lizoszómákban változatos rakományok, időnként egész sejtszervecskék tűnhetnek fel. Biokémiai és mikroszkópos elemzésekkel kiderítették, hogy a sejt specifikus vezikulákkal szállítja a lebontásra szánt összetevőket a lizoszómához. De Duve keresztelte el a folyamatot autofágiának, azaz önemésztésnek, a kérdéses vezikulák pedig erről kapták az autofagoszóma nevet. Az 1970–80-as évek során a kutatók elsődlegesen egyik másik fehérjebontó rendszerre, a proteaszómákra koncentráltak. A területen végzett vizsgálatokért 2004-ben kémiai Nobel-díjat kapott Aaron Ciechanover, Avram Hershko és Irwin Rose, akik megfejtették, hogyan bontja le a proteaszóma egyesével a fehérjéket. Az eredmények kapcsán ugyanakkor felmerült a kérdés, hogyan szabadul meg a sejt a nagyobb fehérjekomplexektől és a kiszolgált sejtszervecskéktől. Az autofágia logikus jelöltnek tűnt erre a szerepre, de ekkor még senki sem tudta, hogyan működik. Oszumi pályája során számos területen kutatott, amikor azonban 1988-ban saját labort alapított, erőfeszítéseit a vakuólumokra, a növényi és gombasejtek fehérjebontó szervecskéire, „lizoszómáira” összpontosította. A kutató élesztőgombákkal kezdett kísérletezni, mivel ezek könnyen tenyészthetők, és általuk nagy biztonsággal azonosíthatók a különböző sejten belüli folyamatokban szerepet játszó gének is. Az élesztőgombákkal ugyanakkor akad egy kisebb probléma: a sejtek annyira aprók, hogy még mikroszkóp alatt is nehéz megkülönböztetni belső szervecskéiket. Oszumi így abban sem lehetett biztos, hogy az autofágia egyáltalán létezik-e ezekben a sejtekben. A szakértő azt találta ki, hogy megakasztja a vakuólumokban a bontási folyamatot, amelyben így elvileg majd felhalmozódnak az autofagoszómák, és láthatóvá válnak a mikroszkóp alatt. Oszumi kitenyésztett egy olyan gombatörzset, amely nem termelte meg a vakuólák szokásos bontóenzimjeit. Az eredmény lenyűgöző volt: a vizsgált sejtekben a vakuólum néhány órán belül apró vezikulákkal telt meg, amelyek nem bomlottak le. Ezek voltak az autofagoszómák, Oszumi tehát igazolta, hogy az önemésztés az élesztőgombákban is működik. Ennél is fontosabb volt azonban, hogy a szakértő módszerével azonosíthatóvá váltak azok a gének, amelyek kulcsszerepet játszanak az autofágiában. Oszumi véletlenszerű mutációkat eszközölt a génmódosított sejteken, majd megnézte, hogy az autofagoszómák elkezdenek-e felgyűlni azok vakuólumában. Ha ez nem történt meg, a mutációk olyan gének működését zavarták meg, amelyek fontosak az autofágia folyamatában. Ilyen módon egy éven belül azonosítani tudta az önemésztés legfontosabb génjeit, majd az ezek által kódolt fehérjék működését is sikerrel írta le. Az eredményekből kiderült, hogy az autofágiát fehérjék és fehérjekomplexek sora szabályozza, amelyek mindegyike más-más fázisért felel az autofagoszómák kialakulása és működése során.
Oszumi módszerét követve rövidesen azt is sikerült igazolniuk a kutatóknak, hogy az autofágiát más élőlényekben, köztük bennünk, emberekben is egy gyakorlatilag egyező felépítésű molekuláris gépezet vezérli. A kulcsszereplők azonosításával pedig az is lehetségessé vált, hogy az önemésztés fontosságát felderítsék a szakértők. Oszuminak köszönhető tehát, hogy ma már tudjuk, mennyire lényeges az autofágia a sejtek működésében. A folyamat a kiszolgált, hibás sejtszervecskék és fehérjék forgalomból való kivonásán – vagyis az öregedés lassításán – túl különösen lényeges szerepet kap akkor is, ha plusz energiára és megújulásra van szüksége a sejtnek, például éhezés vagy egyéb stressz esetén. A fertőzések során az autofágia segít elcsípni a sejtbe bekerült idegen összetevőket, de az embrionális fejlődés és a sejtek differenciálódása alatt is kulcsszerepet kap a mechanizmus. Az autofágia zavarai ennek megfelelően súlyos következményekkel járhatnak, és szerepet játszanak például a Parkinson-kór, a 2-es típusú cukorbetegség és számos más időskori betegség kialakulásában is. Az autofág molekuláris gépezet működésében fellépő hibák daganatok kialakulásához is vezethetnek. Így a folyamat helyreállítását célzó, jelenleg is kidolgozás alatt álló kezelések számos betegség gyógyítására adhatnak reményt.
Új hozzászólás írásához előbb jelentkezz be!

Eddigi hozzászólások

1. Philo
2016.10.04. 18:51
Mindig jó olvasni a díjazottakról.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!