Το Νόμπελ απονεμήθηκε για την απόδειξη των πλεονεκτημάτων της νηστείας. Διαλείπουσα νηστεία, μακρά υγιής ζωή και κυτταρική αυτοφαγία Ανακάλυψη του Yoshinori Ohsumi

Ιάπωνας βιολόγος Yoshinori Ohsumi Ο βραβευμένος με Νόμπελστον τομέα της φυσιολογίας και της ιατρικής.
Στιγμιότυπο από βίντεο

Ξεκίνησε η Εβδομάδα Νόμπελ 2016, κατά την οποία η πιο τιμητική επιστημονικά βραβείασε διαφορετικές περιοχές.

Ο βραβευμένος στην ιατρική και τη φυσιολογία ονομάστηκε στις 3 Οκτωβρίου. Ήταν ο Yoshinori Osami, κυτταρικός βιολόγος στο Πανεπιστήμιο Τεχνολογίας του Τόκιο, ο οποίος βραβεύτηκε «για την ανακάλυψη των μηχανισμών της αυτοφαγίας», σύμφωνα με την ιστοσελίδα της Επιτροπής Νόμπελ.

Οι ανακαλύψεις του άνοιξαν τον δρόμο για την κατανόηση της θεμελιώδους σημασίας της αυτοφαγίας για μια ποικιλία φυσιολογικών διεργασιών, όπως η προσαρμογή στην πείνα και η απόκριση στη μόλυνση, εξηγείται σε δελτίο τύπου για το βραβείο.

Η αυτοφαγία είναι η διαδικασία ανακύκλωσης και ανακύκλωσης περιττών τμημάτων του κυττάρου - διάφορα «σκουπίδια» που συσσωρεύονται σε αυτό. Ο όρος μεταφράζεται από τα ελληνικά ως «αυτοφάγος» ή «αυτοφάγος».

μηχανισμός αυτοφαγίας.

Οι επιστήμονες ανακάλυψαν αυτό το φαινόμενο στη δεκαετία του '60 του περασμένου αιώνα. Αλλά δεν μπορούσαν να καταλάβουν τις περιπλοκές του μηχανισμού. Στη δεκαετία του '90, ο Osumi το έκανε. Μέσω των πειραμάτων του, εντόπισε επίσης γονίδια που ευθύνονται για την αυτοφαγία. Ο Osumi έγινε ο 39ος επιστήμονας στην ιστορία που του απονεμήθηκε μόνος του το Νόμπελ.

Η αυτοφαγία είναι εγγενής στους ζωντανούς οργανισμούς, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων. Χάρη σε αυτό, τα κύτταρα απαλλάσσονται από περιττά μέρη και το σώμα ως σύνολο - από περιττά κύτταρα.

Η φύση έχει προικίσει τα κύτταρα με την ικανότητα να αφομοιώνουν ό,τι «φαίνεται» περιττό ή επιβλαβές. Για να το θέσω πολύ απλά, τα κύτταρα συσκευάζουν «σκουπίδια» σε ειδικούς σάκους - αυτοφαγοσώματα. Στη συνέχεια μεταφέρονται σε δοχεία – λυσοσώματα, όπου όλα αυτά καταστρέφονται και χωνεύονται. Τα επεξεργασμένα προϊόντα χρησιμοποιούνται για τη θρέψη ή την ανανέωση του κυττάρου.

σχηματισμός φαγοσώματος.
Infographic: Επιτροπή Νόμπελ

Χάρη στην αυτοφαγία, το κύτταρο καθαρίζεται από τη μόλυνση που έχει εισέλθει σε αυτό και από τις τοξίνες που προκύπτουν.

Σύντηξη φαγοσώματος και λυσοσώματος.
Infographic: Επιτροπή Νόμπελ

Η αυτοφαγία είναι πιο ενεργή όταν το σώμα βρίσκεται υπό πίεση. Για παράδειγμα, η πείνα. Σε αυτή την περίπτωση, το κύτταρο παράγει ενέργεια από τους εσωτερικούς του πόρους, δηλαδή από τυχόν συσσωρευμένα «σκουπίδια», συμπεριλαμβανομένων των παθογόνων βακτηρίων.

Η ανακάλυψη ενός Ιάπωνα επιστήμονα δείχνει ότι η νηστεία ή η νηστεία είναι ακόμα χρήσιμη - το σώμα καθαρίζεται πραγματικά λόγω της αυτοφαγίας.

Επίσης προστατεύει τον οργανισμό από την πρόωρη γήρανση. Ίσως ακόμη και να αναζωογονεί λόγω του ότι δημιουργεί νέα κύτταρα, απομακρύνει ελαττωματικές πρωτεΐνες και κατεστραμμένα ενδοκυτταρικά στοιχεία από το σώμα, διατηρώντας το σε καλή κατάσταση.

Και οι διαταραχές στις διαδικασίες της αυτοφαγίας οδηγούν σε νόσο του Πάρκινσον, διαβήτη, ακόμη και καρκίνο. Συνειδητοποιώντας αυτό, οι γιατροί ήδη δημιουργούν νέα φάρμακα που μπορούν να διορθώσουν τις παραβιάσεις και, ως εκ τούτου, να θεραπεύσουν.

Λοιπόν, για λόγους πρόληψης, μερικές φορές αξίζει να λιμοκτονήσετε, οδηγώντας το σώμα σε ένα θεραπευτικό άγχος.

Διαβάστε επίσης στο ForumDaily:

Ζητάμε την υποστήριξή σας: συνεισφέρετε στην ανάπτυξη του έργου ForumDaily

Ευχαριστούμε που μείνατε μαζί μας και την εμπιστοσύνη! Τα τελευταία τέσσερα χρόνια, λάβαμε πολλά ευγνώμονα σχόλια από αναγνώστες που βοήθησαν το υλικό μας να οργανώσει τη ζωή μετά τη μετακόμιση στις Ηνωμένες Πολιτείες, να βρει δουλειά ή εκπαίδευση, να βρει στέγη ή να κανονίσει ένα παιδί στο νηπιαγωγείο.

Πάντα δικός σου, ForumDaily!

Επεξεργασία . . .

Ο καθηγητής του Ινστιτούτου Τεχνολογίας του Τόκιο, Yoshinori Ohsumi. Ο Ιάπωνας επιστήμονας το βραβεύτηκε για το θεμελιώδες έργο του, το οποίο εξήγησε στον κόσμο πώς συμβαίνει η αυτοφαγία - μια βασική διαδικασία για την επεξεργασία και την ανακύκλωση κυτταρικών συστατικών.

Χάρη στο έργο του Yoshinori Ohsumi, άλλοι επιστήμονες έχουν λάβει τα εργαλεία για τη μελέτη της αυτοφαγίας όχι μόνο σε ζυμομύκητες, αλλά και σε άλλα ζωντανά όντα, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων. Περαιτέρω έρευνα έχει δείξει ότι η αυτοφαγία είναι μια διατηρημένη διαδικασία και συμβαίνει με τον ίδιο σχεδόν τρόπο στους ανθρώπους. Με τη βοήθεια της αυτοφαγίας, τα κύτταρα του σώματός μας λαμβάνουν την ενέργεια που λείπει και οι δομικοί πόροι, κινητοποιώντας εσωτερικά αποθέματα. Η αυτοφαγία εμπλέκεται στην αφαίρεση των κατεστραμμένων κυτταρικές δομέςπου είναι σημαντικό να διατηρηθεί κανονική λειτουργίακύτταρα. Επίσης, αυτή η διαδικασία είναι ένας από τους μηχανισμούς προγραμματισμένου κυτταρικού θανάτου. Οι διαταραχές αυτοφαγίας μπορεί να αποτελούν τη βάση του καρκίνου και της νόσου του Πάρκινσον. Επιπλέον, η αυτοφαγία στοχεύει στην καταπολέμηση των ενδοκυτταρικών μολυσματικών παραγόντων, για παράδειγμα, του αιτιολογικού παράγοντα της φυματίωσης. Ίσως χάρη στο γεγονός ότι κάποτε η μαγιά μας αποκάλυψε το μυστικό της αυτοφαγίας, θα έχουμε μια θεραπεία για αυτές και άλλες ασθένειες.

Η Επιτροπή Νόμπελ ανέφερε σε δήλωση ότι ο Osumi «ανακάλυψε και διευκρίνισε τους μηχανισμούς που κρύβονται πίσω από την αυτοφαγία, τη θεμελιώδη διαδικασία της καταστροφής και της χρήσης κυτταρικών συστατικών». Η ίδια η λέξη "αυτοφαγία" προέρχεται από δύο ελληνικές λέξεις - "auto", που σημαίνει "εγώ" και "phagein", που σημαίνει "τρώω". Έτσι, κυριολεκτικά σημαίνει «αυτοφάγος» (σε χαλαρή μετάφραση «αυτοτρώγοντας»).

Η αυτοφαγία είναι γνωστή για περισσότερα από 50 χρόνια, αλλά η θεμελιώδης σημασία της για τη φυσιολογία και την ιατρική αναγνωρίστηκε μόνο μετά την έρευνα του Osumi στη δεκαετία του 1990. Χάρη σε αυτά τα έργα έλαβε το βραβείο Νόμπελ.

Η γενική κατανόηση της αυτοφαγίας ήρθε στους επιστήμονες τη δεκαετία του 1960, όταν οι ερευνητές παρατήρησαν για πρώτη φορά πώς τα κύτταρα καταστρέφουν το περιεχόμενό τους περικλείοντάς τα σε μεμβράνες. Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, σχηματίζονται κυστίδια (όπως οι σάκοι σχηματισμού), τα οποία στη συνέχεια παραδίδονται στο «διαμέρισμα» επεξεργασίας στο κύτταρο, που ονομάζεται λυσόσωμα), για επακόλουθη καταστροφή.

Το οργανίδιο (συστατικό του κυττάρου) αυτοφαγόσωμα απορροφά τα συστατικά του κυττάρου και στη συνέχεια τα δίνει να «φαγωθούν» από το λυσόσωμα, στο οποίο καταστρέφονται.

Αλλά λόγω της έλλειψης πληροφοριών, ήταν δύσκολο να μελετηθούν τα χαρακτηριστικά αυτού του φαινομένου. Ο Osumi διεξήγαγε μια σειρά από λαμπρά πειράματα στις αρχές της δεκαετίας του 1990. Συγκεκριμένα, ο επιστήμονας χρησιμοποίησε μαγιά αρτοποιίας για να εντοπίσει γονίδια που καθορίζουν την πορεία της διαδικασίας της αυτοφαγίας. Στη συνέχεια, ο ερευνητής προχώρησε στην αποσαφήνιση των μηχανισμών που κρύβουν την «αυτοφαγία» στη μαγιά και έδειξε ότι παρόμοιοι πολύπλοκοι μηχανισμοί χρησιμοποιούνται στα ανθρώπινα κύτταρα.

Η ανακάλυψη του Osumi οδήγησε σε ένα νέο παράδειγμα στην κατανόηση των επιστημόνων για το πώς τα κύτταρα ανακυκλώνουν το περιεχόμενό τους. Η ανακάλυψή του βοήθησε να ανοίξει ο δρόμος για την κατανόηση της θεμελιώδους σημασίας της αυτοφαγίας σε πολλές φυσιολογικές διαδικασίες, όπως η προσαρμογή στην πείνα.

Οι μεταλλάξεις στα γονίδια που ελέγχουν την αυτοφαγία μπορεί να προκαλέσουν ασθένεια. Επιπλέον, η διαδικασία της αυτοφαγίας αποτελεί σημαντικό συστατικό των ογκολογικών και νευρολογικών παθήσεων.

Ας μιλήσουμε λίγο για την ιστορία, χωρίς την οποία δεν θα υπήρχε η ίδια η ανακάλυψη. Στα μέσα της δεκαετίας του 1950, οι επιστήμονες εντόπισαν ένα νέο εξειδικευμένο κυτταρικό «διαμέρισμα» - ένα οργανίδιο που περιέχει ένζυμα που επεξεργάζονται πρωτεΐνες, υδατάνθρακες και λίπη. Το οργανίδιο ονομάστηκε λυσόσωμα και προσδιορίστηκαν οι λειτουργίες του (σταθμός εργασίας για την καταστροφή κυτταρικών συστατικών).

Παρεμπιπτόντως, ο Βέλγος επιστήμονας Christian de Duve τιμήθηκε με το Νόμπελ Φυσιολογίας ή Ιατρικής το 1974 για την ανακάλυψη των λυσοσωμάτων.

Ο όρος «αυτοφαγία» προτάθηκε για πρώτη φορά το 1963 από τον Βέλγο βιοχημικό Christian de Duve, ο οποίος μαζί με συναδέλφους του έλαβε το Νόμπελ Ιατρικής το 1974.

Νέες παρατηρήσεις στη δεκαετία του 1960 το έδειξαν ένας μεγάλος αριθμός απόκυτταρικά συστατικά και ακόμη και ολόκληρα οργανίδια μπορούν μερικές φορές να βρεθούν μέσα στα λυσοσώματα.

Αποδεικνύεται ότι τα κύτταρα έχουν μια στρατηγική για την παροχή μεγάλων «φορτών» στα λυσοσώματα. Περαιτέρω βιοχημικές και μικροσκοπικές μελέτες αποκάλυψαν έναν νέο τύπο κυστιδίων που μεταφέρει τέτοια κυτταρικά φορτία στα λυσοσώματα για μεταγενέστερη καταστροφή. Ο Christian de Duve επινόησε τον όρο αυτοφαγία, «αυτοφαγία», για να περιγράψει αυτή τη διαδικασία. Ο νέος τύπος κυστιδίων ονομάστηκε αυτολυσοσώματα (ή αυτοφαγοσώματα).

Κατά τη διάρκεια των δεκαετιών 1970 και 1980, οι ερευνητές εστίασαν στην εξήγηση της λειτουργίας ενός άλλου συστήματος που χρησιμοποιείται για τη θανάτωση των πρωτεϊνών, του πρωτεασώματος. Και ως μέρος αυτού του θέματος, στους Aaron Ciechanover, Avram Hershko και Irwin Rose απονεμήθηκε το Νόμπελ Χημείας το 2004 για «το ανακάλυψη του ρόλου της ουβικιτίνης σε κυτταρικό σύστημααποικοδόμηση των πρωτεϊνών στα πρωτεασώματα". Τα πρωτεασώματα καταστρέφουν αποτελεσματικά τις πρωτεΐνες "μία κάθε φορά", αλλά αυτός ο μηχανισμός δεν εξηγεί πώς τα κύτταρα απαλλάσσονται από μεγάλα πρωτεϊνικά σύμπλοκα και "φθαρμένα" οργανίδια.

Ο Ιάπωνας επιστήμονας Osumi συμμετείχε ενεργά σε διάφορες μελέτες, αλλά όταν ξεκίνησε το δικό του εργαστήριο το 1998, επικεντρώθηκε στη μελέτη της καταστροφής των πρωτεϊνών στο κενοτόπιο της ζύμης, ένα οργανίδιο του οποίου η λειτουργία είναι να ανθρώπινα κύτταραεκτελείται από το λυσόσωμα. Τα κύτταρα ζυμομύκητα είναι σχετικά εύκολο να μελετηθούν και ως εκ τούτου χρησιμοποιούνται συχνά ως μοντέλο για ανθρώπινα κύτταρα. Είναι ιδιαίτερα χρήσιμα για τον εντοπισμό γονιδίων που παίζουν σημαντικό ρόλο σε πολύπλοκες κυτταρικές διεργασίες.

Αλλά ο Osumi αντιμετώπισε ένα σοβαρό πρόβλημα - τα κύτταρα ζυμομύκητα είναι μικρά και η εσωτερική τους δομή δεν είναι τόσο εύκολο να διακριθεί στο μικροσκόπιο. Ο επιστήμονας αμφέβαλλε ακόμη και αν συμβαίνει αυτοφαγία σε αυτή την περίπτωση. Ο ερευνητής υπολόγισε ότι εάν μπορούσε να σταματήσει τη διαδικασία καταστροφής του υλικού στο κενοτόπιο, τότε υπάρχει αυτοφαγία - τότε τα αυτολυσοσώματα θα πρέπει να συσσωρευτούν μέσα στα κενοτόπια και να γίνουν ορατά στο μικροσκόπιο.

Ο επιστήμονας καλλιέργησε μεταλλαγμένο ζυμομύκητα με ελλειπή κενοτοπιακή αποικοδόμηση και ταυτόχρονα διέγειρε την αυτοφαγία σε αυτά, αναγκάζοντας τα κύτταρα να λιμοκτονήσουν. Και τα αποτελέσματα ήταν εκπληκτικά. Μέσα σε λίγες ώρες, τα κενοτόπια γέμισαν με μικρά κυστίδια που δεν είχαν ακόμη καταστραφεί. Τα κυστίδια ήταν αυτολυσοσώματα και το πείραμα του επιστήμονα απέδειξε ότι υπάρχει αυτοφαγία στα κύτταρα ζυμομύκητα. Αλλά το πιο σημαντικό, ο επιστήμονας έχει τώρα έναν τρόπο να εντοπίσει και να περιγράψει τα βασικά γονίδια που εμπλέκονται σε αυτή τη διαδικασία. Αυτή η πρωτοποριακή μελέτη δημοσιεύθηκε πριν από περισσότερα από 20 χρόνια το 1992.

Αργότερα, ο Osumi εκμεταλλεύτηκε τα τροποποιημένα του στελέχη ζύμης, στα οποία συσσωρεύονταν αυτολυσοσώματα κατά τη διάρκεια της νηστείας. Αυτή η συσσώρευση δεν θα έπρεπε να είχε συμβεί εάν τα γονίδια που ευθύνονται για την αυτοφαγία είχαν απενεργοποιηθεί. Ο Osumi αντιμετώπισε κύτταρα ζυμομύκητα με μια χημική ουσία που μεταλλάχθηκε επιλεκτικά πολλά γονίδια και στη συνέχεια διέγειρε την αυτοφαγία. Η στρατηγική του πέτυχε.

Ο Osumi αναγνώρισε τα πρώτα γονίδια που απαιτούνται για την αυτοφαγία. Και κατά τη διάρκεια των επόμενων πειραμάτων, οι επιστήμονες χαρακτήρισαν λειτουργικά τις πρωτεΐνες που κωδικοποιούνται από αυτά τα γονίδια. Τα αποτελέσματα της έρευνας έδειξαν ότι η αυτοφαγία ελέγχεται από έναν ολόκληρο καταρράκτη πρωτεϊνών και συμπλεγμάτων πρωτεϊνών, καθένα από τα οποία ρυθμίζει ξεχωριστά στάδια, όπως η πυρήνωση ή ο σχηματισμός αυτολυσοσωμάτων.

Ο Osumi μελέτησε χιλιάδες στελέχη μεταλλαγμένων ζυμομυκήτων και εντόπισε 15 γονίδια που είναι υπεύθυνα για τον μηχανισμό της αυτοφαγίας.

Μετά τον προσδιορισμό του μηχανισμού της αυτοφαγίας σε ζυμομύκητες, ένα ερώτημα παρέμεινε άλυτο: υπάρχει κατάλληλος μηχανισμός για τον έλεγχο αυτής της διαδικασίας σε άλλους οργανισμούς; Σύντομα έγινε σαφές ότι σχεδόν πανομοιότυπες διεργασίες συμβαίνουν στα ανθρώπινα κύτταρα. Τώρα οι επιστήμονες έχουν πρόσβαση στα εργαλεία που χρειάζονται για να μελετήσουν τις επιπτώσεις της αυτοφαγίας στο ανθρώπινο σώμα.

Και χάρη στον Ohsumi και τους οπαδούς του, σήμερα ο κόσμος γνωρίζει ότι η αυτοφαγία ελέγχει σημαντικές φυσιολογικές λειτουργίες στις οποίες τα κυτταρικά συστατικά πρέπει να ανακυκλωθούν ή να καταστραφούν.

Η αυτοφαγία μπορεί να προσφέρει γρήγορα καύσιμο και δομικά στοιχεία για την ανανέωση των κυτταρικών συστατικών. Επομένως, η διαδικασία είναι απαραίτητη για την κυτταρική απόκριση στην πείνα και σε άλλους τύπους στρες. Επιπλέον, κατά τη διάρκεια της μόλυνσης, η αυτοφαγία βοηθά στη διακοπή.

Η αυτοφαγία προάγει επίσης την εμβρυϊκή ανάπτυξη και την κυτταρική διαφοροποίηση. Τα κύτταρα χρησιμοποιούν επίσης την αυτοφαγία για την εξάλειψη των κατεστραμμένων πρωτεϊνών και οργανιδίων - αυτός ο μηχανισμός "ποιοτικού ελέγχου" έχει κρίσιμοςγια να παλέψεις αρνητικές επιπτώσειςγηράσκων.

Η αυτοφαγία συνδέεται με τέτοιες φυσιολογικές διεργασίες όπως η ανάπτυξη του ανθρώπινου εμβρύου και η διαφοροποίηση των κυττάρων, διάφορες αγχωτικές καταστάσεις στο σώμα. Η αυτοφαγία εμφανίζεται σε νευροεκφυλιστικές ασθένειες, καρκίνο και διάφορες λοιμώξεις.

Παρεμπιπτόντως, η διαταραχή των διαδικασιών αυτοφαγίας έχει επίσης συσχετιστεί με τη νόσο του Πάρκινσον, τον διαβήτη τύπου 2 και άλλες ασθένειες που εμφανίζονται συνήθως σε μεγάλη ηλικία.

Μεταλλάξεις σε γονίδια που είναι σημαντικά για την αυτοφαγία μπορεί να προκληθούν από γενετική ασθένεια, επίσης μια παραβίαση των μηχανισμών της αυτοφαγίας σχετίζεται με την ογκολογία. Σήμερα, πολυάριθμες μελέτες βρίσκονται σε εξέλιξη για την ανάπτυξη φαρμάκων σχεδιασμένων να διεγείρουν την αυτοφαγία σε διάφορες ασθένειες.

Θυμίζουμε ότι σήμερα, 3 Οκτωβρίου, ξεκίνησε η Εβδομάδα Νόμπελ στη Στοκχόλμη. Σύμφωνα με την παράδοση, η αρχή του σηματοδοτήθηκε.

Στις 3 Οκτωβρίου, η Επιτροπή Νόμπελ ανακοίνωσε τον νικητή του Βραβείου Φυσιολογίας ή Ιατρικής. Έγιναν ο Ιάπωνας Yoshinori Osumi. Η διατύπωση του βραβείου είναι: «Για την ανακάλυψη των μηχανισμών της αυτοφαγίας». Τι είναι η αυτοφαγία; Γιατί είναι σημαντικό από πρακτική άποψη; Πώς σχετίζεται η αυτοφαγία με τη νηστεία και την απώλεια βάρους; Γιατί βοηθάει; καρκινικούς όγκουςεπιζώ? Και, τέλος, γιατί βραβεύτηκε ένα άτομο και όχι πολλά, ως συνήθως; Η δημοσιογράφος και βιολόγος Σβετλάνα Γιαστρεμπόβα εξηγεί.

Ο καθηγητής του Ινστιτούτου Τεχνολογίας του Τόκιο, Yoshinori Ohsumi, βρισκόταν στο γραφείο του στο εργαστήριο όταν η Επιτροπή Νόμπελ τον κάλεσε με απροσδόκητα νέα: είχε κερδίσει το Βραβείο Φυσιολογίας ή Ιατρικής 2016. Ο 71χρονος Ιάπωνας εξακολουθεί να ασχολείται ενεργά με το θέμα της αυτοφαγίας, για το οποίο έλαβε το υψηλότερο επιστημονικό βραβείο.

χωματερή κυττάρων

Η αυτοφαγία βρίσκεται στο επίκεντρο των ερευνητικών ενδιαφερόντων του Osumi εδώ και 27 χρόνια. Στα τέλη της δεκαετίας του 1980, όταν ξεκίνησε για πρώτη φορά την εργασία του πάνω σε αυτό το θέμα, ήταν γνωστό ότι τα κύτταρα με κάποιο τρόπο απαλλαγούν από τις δομές και τα μεμονωμένα μόριά τους, τα οποία ξαφνικά έγιναν περιττά. Ωστόσο, θα ήταν περίεργο αν δεν ήταν έτσι: όλοι οι οργανισμοί είναι σε θέση να απομακρύνουν τα απόβλητα.

Οι επιστήμονες γνώριζαν εδώ και πολύ καιρό ότι τα κύτταρα περιέχουν ειδικά οργανίδια που ονομάζονται λυσοσώματα. Βρήκαν επανειλημμένα ερειπωμένα θραύσματα άλλων κυτταρικών δομών. Και ο ίδιος ο όρος «αυτοφαγία» προτάθηκε πολύ πριν από το έργο του Οσουμί. Αυτή η λέξη επινοήθηκε το 1963 από τον Christian de Duve, έναν επιστήμονα που κέρδισε ο ίδιος το Νόμπελ Φυσιολογίας το 1974 για την ανακάλυψη των λυσοσωμάτων.

Εκτός από τα λυσοσώματα, οι βιολόγοι έχουν ανακαλύψει αυτοφαγοσώματα- «τρόλεϊ» για τη μεταφορά κυτταρικών θραυσμάτων στα λυσοσώματα. Όταν κάποιο συστατικό του κυττάρου καθίσταται περιττό, μια ειδική μεμβράνη το περιβάλλει και δημιουργείται μια φυσαλίδα με ένα οργανοειδές (ή μέρος του) μέσα. Αυτό το κυστίδιο προσεγγίζει το λυσόσωμα και συγχωνεύεται με αυτό. Εκεί βρίσκει το τελευταίο του καταφύγιο το θραύσμα «σκουπιδιών» του κελιού - ειδικά ένζυμα το διασπούν σε απλά συστατικά.

Για πολύ καιρό, τα λυσοσώματα θεωρούνταν κάτι σαν «χωματερή» για όλες τις περιττές κυτταρικές δομές. Είναι αλήθεια ότι μια τέτοια άποψη δεν έδωσε απάντηση στο ερώτημα: πώς ανανεώνεται ένα κύτταρο; Γιατί η «χωματερή» δεν μεγαλώνει σε μέγεθος κατά δεκάδες και εκατοντάδες φορές σε όλη τη μεγάλη διάρκεια ζωής τέτοιων κυττάρων όπως, για παράδειγμα, οι νευρώνες; Και αφού προέκυψαν τέτοια ερωτήματα, ήταν λογικό να υποθέσουμε ότι τα κύτταρα (σε αντίθεση με τους περισσότερους ανθρώπους) δεν εξαρτώνται εκατό τοις εκατό από εξωτερικές πηγές τροφής και χρησιμοποιούν τους διαθέσιμους εσωτερικούς πόρους αρκετές φορές. Για να μάθετε πώς ακριβώς συμβαίνει αυτό, ήταν απαραίτητο να βρεθούν ουσίες που πυροδοτούν και υποστηρίζουν τις αντιδράσεις της επεξεργασίας αποτυχημένων οργανιδίων και μορίων.

Επομένως, λίγα χρόνια μετά την ανακάλυψη των λυσοσωμάτων, τη δεκαετία του 1980, οι ερευνητές έστρεψαν την προσοχή τους στα νεοανακαλυφθέντα οργανίδια - πρωτεασώματα. Όπως υποδηλώνει το όνομά τους, ασχολούνται με πρωτεΐνες - και απλά, με πρωτεΐνες. Αποδείχθηκε ότι το «εισιτήριο» για το πρωτεάσωμα για την πρωτεΐνη είναι το «μαύρο σημάδι» - το μόριο ουβικιτίνης. Μια τέτοια επισημασμένη πρωτεΐνη εισέρχεται στο πρωτεάσωμα και αποσυντίθεται εκεί σε βάρος των ενζύμων πρωτεάσης σε αμινοξέα. Στη συνέχεια, το κύτταρο χρησιμοποιεί αυτά τα αμινοξέα για να δημιουργήσει άλλες πρωτεΐνες. Ένα άτομο χρειάζεται 200-300 γραμμάρια πρωτεΐνης την ημέρα, αλλά μόνο περίπου 70 γραμμάρια έρχονται με την τροφή.Τα υπόλοιπα κύτταρα παίρνουν από την επεξεργασία περιττών πρωτεϊνών στα πρωτεοσώματα.

Η μελέτη των πρωτεασωμάτων, ωστόσο, δεν έδωσε απάντηση στο ερώτημα πώς το κύτταρο επεξεργάζεται θραύσματα μεγαλύτερα από μεμονωμένα μόρια πρωτεΐνης. Τι επεξεργάζεται μεγάλα κομμάτια οργανιδίων στα λυσοσώματα; Σχετικά με αυτό πριν από τις εργασίες Κανείς δεν γνώριζε τον Yoshinori Osum.

ΜΑΓΙΚΑ μανιταρια

Ο Osumi επέλεξε τη μαγιά ως αντικείμενο για πειράματα - μονοκύτταρους μύκητες που αναπαράγονται γρήγορα ασεξουαλικά. Είναι πολύ εύκολο να παρατηρήσετε την ανάπτυξη και την ανάπτυξή τους εάν έχετε ένα συνηθισμένο μικροσκόπιο φωτός. Από τη μια πλευρά, οι ζύμες είναι απλοί οργανισμοί και όλα τα κύτταρά τους έχουν πάνω κάτω την ίδια δομή. Από την άλλη πλευρά, όπως όλα τα μανιτάρια, είναι αρκετά κοντά στη δομή τους στα ζώα, άρα και στον άνθρωπο. Στα κύτταρα των μυκήτων, όπως και στα δικά μας, υπάρχει ένας πυρήνας, τα μιτοχόνδρια (οργανίδια για την παραγωγή ενέργειας), υπάρχει μια συσκευή για την παραγωγή πρωτεϊνών και μια συσκευή για την αποδόμησή τους (πρωτεασώματα). Η μαγιά έχει επίσης ένα ανάλογο ζωικών λυσοσωμάτων - κενοτοπίων. Είναι αρκετά μεγάλα ώστε να παρατηρούνται στο μικροσκόπιο.

Για την αυτοφαγία, δεν έχει σημασία ποιες πρωτεΐνες να καταστραφούν - που σχηματίζονται στο ίδιο το κύτταρο ή έξω από αυτό. Και αυτό σημαίνει ότι με τη βοήθειά του μπορείτε να απαλλαγείτε από ιούς και βακτήρια που εισέρχονται στα κύτταρα και προκαλούν διάφορες ασθένειες. Έχει αποδειχθεί ότι τα παθογόνα του ιού και βακτηριακές ασθένειεςστην πορεία της εξέλιξης αναπτύσσουν πολύπλοκους αμυντικούς μηχανισμούς για να μην πέσουν κάτω από το καυτό χέρι των αυτοφαγοσωμάτων ή να σταματήσουν τη δράση τους. Γενικά, η αυτοφαγία είναι σημαντική για μια ποικιλία διεργασιών στο ανοσοποιητικό σύστημα, που κυμαίνονται από τη φλεγμονή μέχρι την προστασία από ιούς και βακτήρια.

Τέλος, η αυτοφαγία είναι επίσης χρήσιμη όταν η δομή του κυττάρου χρειάζεται να ξαναχτιστεί γρήγορα και συχνά. Αυτή η ανάγκη προκύπτει κατά την εμβρυϊκή ανάπτυξη. Οι αλλαγές που συμβαίνουν στους ιστούς του εμβρύου αναπτύσσονται γρήγορα ακριβώς λόγω της ενεργού αυτοφαγίας. Ορισμένα μέρη του κυττάρου που έχουν εκπληρώσει τη λειτουργία τους αποσυντίθενται σε συστατικά στοιχεία και από αυτά κατασκευάζονται νέα, «πιο σχετικά» οργανίδια. Η παραβίαση των διεργασιών αυτοφαγίας στα έμβρυα οδηγεί στο γεγονός ότι η ανάπτυξή τους επιβραδύνεται σημαντικά.

μοναχικός σαμουράι

Από το 2011 μέχρι σήμερα, το Νόμπελ Φυσιολογίας ή Ιατρικής δεν έχει πάει ποτέ σε ένα άτομο. Υπήρχαν πάντα αρκετοί ερευνητές των οποίων τα επιστημονικά ενδιαφέροντα βρισκόταν σε έναν τομέα. Αλλά στην περίπτωση του Yoshinori Ohsumi, αυτό δεν συνέβη. Γιατί;

Είναι απίθανο να μάθουμε σύντομα την ακριβή απάντηση σε αυτό το ερώτημα: η ταυτότητα των υποψηφίων και των ανθρώπων που τους πρότειναν το 2016 θα κρατηθεί μυστική για τα επόμενα 50 χρόνια. Αλλά ένα πράγμα είναι σίγουρο: όταν ο Osumi ξεκίνησε την έρευνά του για την αυτοφαγία, σχεδόν κανείς δεν ενδιαφέρθηκε για αυτό. Ωστόσο, όλοι οι μεγάλοι επιστήμονες που συνέβαλαν στην ανακάλυψη των λυσοσωμάτων, των αυτοφαγοσωμάτων και στη μελέτη των λειτουργιών τους έχουν ήδη λάβει βραβεία από την Επιτροπή Νόμπελ τη δεκαετία του 1990.

Ο Osumi, στην επιστημονική του καριέρα, έβαλε στοίχημα σε ένα ελάχιστα μελετημένο αντιδημοφιλές θέμα και δεν έχασε. Είναι αλήθεια ότι, σύμφωνα με τον βραβευμένο, δεν έβαλε στόχο να λάβει ένα διάσημο βραβείο. Σε πρόσφατη συνέντευξή του σημείωσε: «Δεν θα πετύχουν όλοι οι νέοι επαγγελματίες στην επιστήμη, αλλά σίγουρα αξίζει να το δοκιμάσετε». Όπως βλέπουμε, η προσπάθειά του στέφθηκε με επιτυχία.