Інформація призначена тільки для фахівців сфери охорони здоров'я, осіб,
які мають вищу або середню спеціальну медичну освіту.

Підтвердіть, що Ви є фахівцем у сфері охорони здоров'я.



СІМЕЙНІ ЛІКАРІ ТА ТЕРАПЕВТИ

НЕВРОЛОГИ, НЕЙРОХІРУРГИ, ЛІКАРІ ЗАГАЛЬНОЇ ПРАКТИКИ, СІМЕЙНІ ЛІКАРІ

КАРДІОЛОГИ, СІМЕЙНІ ЛІКАРІ, РЕВМАТОЛОГИ, НЕВРОЛОГИ, ЕНДОКРИНОЛОГИ

СТОМАТОЛОГИ

ІНФЕКЦІОНІСТИ, СІМЕЙНІ ЛІКАРІ, ПЕДІАТРИ, ГАСТРОЕНТЕРОЛОГИ, ГЕПАТОЛОГИ

ТРАВМАТОЛОГИ

ОНКОЛОГИ, (ОНКО-ГЕМАТОЛОГИ, ХІМІОТЕРАПЕВТИ, МАМОЛОГИ, ОНКО-ХІРУРГИ)

ЕНДОКРИНОЛОГИ, СІМЕЙНІ ЛІКАРІ, ПЕДІАТРИ, КАРДІОЛОГИ ТА ІНШІ СПЕЦІАЛІСТИ

ПЕДІАТРИ ТА СІМЕЙНІ ЛІКАРІ

АНЕСТЕЗІОЛОГИ, ХІРУРГИ

"News of medicine and pharmacy" 12 (588) 2016

Back to issue

Лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине 2016 года

Sections: News

print version

Статья опубликована на с. 11 (Мир)

 


3 октября Нобелевский комитет объявил лауреата премии по физиологии и медицине. Им стал японец Есинори Осуми. Формулировка премии звучит так: «За открытие механизмов аутофагии».


Профессор Токийского технологического института Есинори Осуми был на своем рабочем месте в лаборатории, когда ему позвонили из Нобелевского комитета с неожиданным известием: он стал лауреатом премии по физиологии и медицине в 2016 году. Семидесятиоднолетний японец по-прежнему активно работает над темой аутофагии, за изучение которой он и удостоился высшей научной награды.
Пресс-релиз Нобелевского комитета гласит: «Открытия Осуми привели к новой парадигме в нашем понимании того, как клетка перерабатывает свое содержимое. Его открытия указали 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»,  «самопоедание».
То, что феномен вообще существует, ученые обнаружили еще в 60-х годах прошлого века. Но не смогли разобраться в тонкостях механизма. В 1990-х годах это сделал Осуми. Проводя свои эксперименты, он выявил еще и гены, которые отвечают за аутофагию. И теперь, почти через четверть века, награда нашла героя, который стал 39-м в истории ученым, удостоенным Нобелевской премии единолично.
Осуми выбрал в качестве объекта для экспериментов дрожжи — одноклеточные грибы, которые быстро размножаются бесполым путем. Наблюдать за их ростом и развитием довольно легко, если иметь обычный световой микроскоп. С одной стороны, дрожжи — простые организмы, и все их клетки имеют более-менее одинаковую структуру. С другой — они, как и у всех грибов, по строению достаточно близки к животным, а значит, и к человеческим. В клетках грибов, как и в наших собственных, есть ядро, митохондрии (органоиды для выработки энергии), есть аппарат для производства белков и аппарат для их деградации (протеа–сомы). Есть у дрожжей и аналог лизосом животных — вакуоли. Они достаточно крупные, чтобы за их изменениями можно было наблюдать в микроскоп.
Когда Осуми начинал эксперименты с дрожжами, ученые уже умели отделять одни компоненты клеток от других с помощью очень быстро вращающихся центрифуг. Поэтому Есинори смог определить, какие ферменты, разлагающие белки, находятся в вакуолях клеток дрожжей. Каждый фермент кодируется собственным геном, благодаря чему стало ясно, за какими генами нужно «следить», чтобы определить роль каждого из ферментов вакуолей.
Осуми выводил дрожжи-мутанты, в клетках которых не работал тот или иной ген фермента для разложения белков. Раз в несколько часов ученый фотографировал «подопытные» клетки под микроскопом. В зависимости от условий, в которых находились дрожжи, результат был разным. Если клетки получали достаточно пищи, визуально они не слишком менялись. Зато когда дрожжи росли на малопитательных средах, в их вакуолях быстро накапливались фрагменты клетки, окруженные мембранами. Это и были аутофагосомы.
Тот факт, что фрагменты клеток особенно быстро накапливаются в «голодающих» клетках, подтвердил предположение, что аутофагия помогает клетке заново использовать уже имеющиеся ресурсы в отсутствие притока новых. При нехватке пищи первым делом аутофагии подвергаются белки. Это одна из главных причин, по которой голодание не приводит к моментальной и значительной потере жира.
Исследования грибов с мутантными генами позволили определить, какие именно гены отвечают за образование аутофагосом и их слияние с лизосомами. Их оказалось всего 15. Впрочем, механизмы аутофагии у дрожжей могли отличаться от механизмов у животных. Поэтому, чтобы выявить структуру процесса аутофагии в клетках других организмов, потребовались дополнительные исследования. Эти эксперименты выявили, что механизмы аутофагии у животных и грибов мало отличаются.
Научные статьи Осуми, вышедшие в 1992–1993 гг., вызвали всплеск интереса к теме аутофагии. Количество работ об аутофагии, выходящих ежегодно, за последние 20 лет выросло в пару сотен раз.
Аутофагия — это единственный процесс, за счет которого клетка обновляется. Протеасомы со своими убиквитиновыми метками разрушают только белки, и то не все, а лишь те, которым и так на роду написана короткая жизнь. В аутофагосомы попадают большие фрагменты клеток, содержащие в себе не только белки, но и липиды, и нуклеиновые кислоты, и другие вещества. Когда ферменты лизосом, слившихся с аутофагосомами, переводят эти вещества в более доступную форму, клетка получает дополнительное питание.
Этот процесс имеет множество ограничений, однако именно он позволяет большинству тканей организма пережить недостаток ресурсов. Например, для раковых клеток аутофагия оказалась отличным оружием в борьбе за выживание. Даже если организм по каким-то причинам не снабжает опухоль питательными веществами, она не погибает — именно потому, что ее клетки используют собственные энергетические запасы, опираясь на процессы аутофагии. Таким образом, остановив эти процессы, можно истощить ресурсы опухоли и остановить ее развитие.
Для аутофагии не принципиально, какие белки разрушать — образованные в самой клетке или за ее пределами. А это значит, что с ее помощью можно избавиться и от вирусов и бактерий, попадающих в клетки и вызывающих различные болезни. Показано, что возбудители вирусных и бактериальных заболеваний в ходе эволюции вырабатывают сложные механизмы защиты, чтобы не попадаться под горячую руку аутофагосом или остановить их действие. Вообще аутофагия важна для множества процессов в иммунной системе, начиная от воспаления и заканчивая защитой от вирусов и бактерий.
Наконец, аутофагия полезна и в том случае, когда строение клетки нужно быстро и часто изменять. Такая потребность возникает при эмбриональном развитии. Изменения, которые происходят в тканях зародыша, развиваются стремительно именно за счет активной аутофагии. Одни части клетки, которые выполнили свою функцию, разлагаются на составные элементы, и из них строятся новые. Нарушение процессов аутофагии у эмбрионов приводит к тому, что их развитие существенно замедляется. Аутофагия предохраняет организм от преждевременной старости, омолаживает его за счет того, что создает новые клетки, выводит из организма дефектные белки и поврежденные внутриклеточные элементы. Нарушения в процессах аутофагии приводят к болезни Паркинсона, диабету, онкологическим заболеваниям.
Премию в размере 8 млн шведских крон — это чуть больше 950 тысяч долларов США — Есинори Осуми получит вместе с другими учеными-лауреатами в Стокгольме 10 декабря.  


Back to issue