Первую в этом году Нобелевскую премию, по физиологии и медицине, получил вчера молекулярный биолог, профессор Токийского технологического института Ёсинори Осуми. Престижной премии он удостоился за открытия механизмов, лежащих в основе клеточной аутофагии. Разбираемся, почему это интересно и важно.
Что такое аутофагия
«Самоедство» клеток (именно так этот термин переводится с латыни) был открыт в 1960-х годах. Суть процесса такова: когда какие-то органеллы или сложные комплексы белков становится клетке уже не нужны, она «переваривает» их внутри себя с помощью специальных органелл — лизосом. Лизосомы представляют собой пузырьки, ограниченные мембранами и содержащие ферменты для расщепления белков, углеводов и жиров (липидов) — главных биохимических компонентов живого. За открытие лизосом бельгийский цитолог Кристиан де Дюв получил в 1974 году Нобелевскую премию (тоже по физиологии и медицине, конечно).
Предназначенные «на убой» компоненты клетки доставляют к лизосоме другие органеллы — аутофагосомы. Продукты расщепления, такие, как аминокислоты, используются затем клеткой вторично, для построения новых необходимых ей органелл и структур.
Какую роль она играет в нашей жизни
Огромную. Аутофагия позволяет живой клетке постоянно обновляться, гибко подстраиваясь под внешние условия и рационально используя материалы, из которых она построена. Процесс «самопоедания» также задействован в делении и дифференциации клеток, как на эмбриональной стадии развития, так и позже. Ошибки при этом чреваты очень опасными последствиями (об этом см. ниже).
Кроме того, процесс аутофагии резко активизируется, когда клетка испытывает стресс. Например, если не хватает питательных веществ — тогда она начинает питаться за счет накопленных ранее запасов, в прямом смысле слова поедая понемногу саму себя. С помощью аутофагии клетки также могут бороться с попадающими в них патогенными бактериями или вирусами; некоторые из них «научились» отключать этот процесс и до сих пор было непонятно, как.
Что открыл Осуми
Ставя опыты на пивных дрожжах, Ёсинори Осуми, во-первых, показал, что у них тоже есть аутофагия, а во-вторых — и в главных! — выделил ключевые гены, которые отвечают за этот процесс. Эти гены кодируют белки и белковые комплексы, каскады которых лежат в основе всей машинерии аутофагии, в которой японский ученый тоже разобрался.
Полученные результаты можно распространить и на человеческие клетки. То есть, благодаря Осуми, мы существенно продвинулись в понимании того, как аутофагия работает и у нас.
Какое это имеет значение
Как уже говорилось выше, аутофагия играет важную роль в борьбе со многими инфекциями. Кроме того, с нарушениями этого процесса связано развитие многих тяжелых болезней, от рака до болезни Паркинсона, диабета 2 типа и некоторых других нарушений, появляющихся в пожилом возрасте. Теперь, понимая, как аутофагия управляется на генетическом и биохимическом уровнях, можно будет разработать новые методы лечения этих болезней.
С точки же зрения чистой науки, Осуми смог создать и разработать новую парадигму в понимании одного из фундаментальных клеточных процессов, общих для всего живого.
