«Нобель» за самоедство

Объявлением лауреата премии по физиологии и медицине началась в понедельник в Стокгольме ежегодная Нобелевская неделя.

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. Нарушения в механизме аутофагии связывают с болезнью Паркинсона, сахарным диабетом 2-го типа и другими заболеваниями, которые появляются у пожилых людей.

О важности открытий Осуми рассказал Валерий Поспелов, доктор биологических наук, профессор Института цитологии РАН.

«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».

Кстати, Осуми уже назывался в качестве кандидата на получение Нобелевской премии компанией Thomson Reuters, правда, еще в 2013 году.

Ранее наиболее вероятными претендентами на Нобелевскую премию в этой области были названы три группы ученых, сделавшие вклад в борьбу с раком.

В 2015 году лауреатами премии стали ирландец Уильям Кэмпбелл и японец Сатоси Омура за разработку нового метода лечения заболеваний, вызванных круглыми червями-паразитами, а китаянка Юю Ту — за вклад в создание терапии против малярии, заболевания, разносчиками которого являются комары рода Anopheles.