รางวัลโนเบลได้รับรางวัลจากการพิสูจน์ประโยชน์ของการถือศีลอด การอดอาหารเป็นระยะ ๆ ชีวิตที่ยืนยาวและการ autophagy ของเซลล์ การค้นพบ Yoshinori Ohsumi

นักชีววิทยาชาวญี่ปุ่น Yoshinori Ohsumi รางวัลโนเบลในด้านสรีรวิทยาและการแพทย์
สกรีนช็อตจากวิดีโอ

งานสัปดาห์โนเบล ประจำปี 2559 ได้เริ่มขึ้นแล้ว โดยเป็นช่วงที่งานกิตติมศักดิ์ที่สุด รางวัลวิทยาศาสตร์ในพื้นที่ต่างๆ

ผู้ได้รับรางวัลสาขาการแพทย์และสรีรวิทยาได้รับการแต่งตั้งเมื่อวันที่ 3 ตุลาคม มันคือโยชิโนริ โอซามิ นักชีววิทยาเซลล์แห่งมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีโตเกียว ผู้ซึ่งได้รับรางวัล "จากการค้นพบกลไกการสลายอัตโนมัติ" ตามเว็บไซต์ของคณะกรรมการโนเบล

การค้นพบของเขาปูทางให้เข้าใจถึงความสำคัญพื้นฐานของ autophagy สำหรับกระบวนการทางสรีรวิทยาที่หลากหลาย เช่น การปรับตัวให้เข้ากับความหิวโหยและการตอบสนองต่อการติดเชื้อ อธิบายไว้ในข่าวประชาสัมพันธ์สำหรับรางวัลนี้

Autophagy เป็นกระบวนการของการรีไซเคิลและรีไซเคิลส่วนที่ไม่จำเป็นของเซลล์ - "ขยะ" ต่างๆ ที่สะสมอยู่ในนั้น คำนี้แปลมาจากภาษากรีกว่า "กินเอง" หรือ "กินเอง"

กลไก autophagy

นักวิทยาศาสตร์ค้นพบปรากฏการณ์นี้ในช่วงทศวรรษที่ 60 ของศตวรรษที่ผ่านมา แต่พวกเขาไม่เข้าใจความซับซ้อนของกลไก ในยุค 90 Osumi ทำได้ จากการทดลองของเขา เขายังระบุยีนที่มีหน้าที่ในการ autophagy Osumi กลายเป็นนักวิทยาศาสตร์คนที่ 39 ในประวัติศาสตร์ที่ได้รับรางวัลโนเบลเพียงคนเดียว

Autophagy มีอยู่ในสิ่งมีชีวิตรวมทั้งมนุษย์ ด้วยเหตุนี้เซลล์จึงกำจัดส่วนที่ไม่จำเป็นและร่างกายโดยรวม - จากเซลล์ที่ไม่จำเป็น

ธรรมชาติได้มอบเซลล์ที่มีความสามารถในการแยกแยะสิ่งที่ "ดู" เกินความจำเป็นหรือเป็นอันตราย พูดง่ายๆ ก็คือ เซลล์บรรจุ "ขยะ" ลงในถุงพิเศษ - ออโตฟาโกโซม จากนั้นพวกมันจะถูกถ่ายโอนไปยังภาชนะ - ไลโซโซมซึ่งทั้งหมดนี้ถูกทำลายและย่อย ผลิตภัณฑ์แปรรูปใช้บำรุงหรือสร้างเซลล์ใหม่

การก่อตัวฟาโกโซม
อินโฟกราฟิก: คณะกรรมการโนเบล

ขอบคุณ autophagy เซลล์ได้รับการชำระล้างการติดเชื้อที่เข้าสู่เซลล์และสารพิษที่เกิดขึ้น

ฟิวชั่นของฟาโกโซมและไลโซโซม
อินโฟกราฟิก: คณะกรรมการโนเบล

Autophagy จะทำงานมากที่สุดเมื่อร่างกายอยู่ภายใต้ความเครียด ตัวอย่างเช่น การอดอาหาร ในกรณีนี้ เซลล์จะสร้างพลังงานจากทรัพยากรภายใน กล่าวคือ จาก "ขยะ" ที่สะสมอยู่ ซึ่งรวมถึงแบคทีเรียที่ทำให้เกิดโรค

การค้นพบของนักวิทยาศาสตร์ชาวญี่ปุ่นแสดงให้เห็นว่าการถือศีลอดหรือการอดอาหารยังคงมีประโยชน์ - ร่างกายได้รับการชำระล้างจริงๆ เนื่องจาก autophagy

ยังช่วยปกป้องร่างกายไม่ให้แก่ก่อนวัยอีกด้วย บางทีอาจจะทำให้กระปรี้กระเปร่าขึ้นด้วยการสร้างเซลล์ใหม่ ขจัดโปรตีนที่บกพร่องและองค์ประกอบภายในเซลล์ที่เสียหายออกจากร่างกาย รักษาให้อยู่ในสภาพดี

และการหยุดชะงักของกระบวนการ autophagy นำไปสู่โรคพาร์กินสัน เบาหวาน และแม้กระทั่งมะเร็ง เมื่อตระหนักดีถึงสิ่งนี้ แพทย์กำลังสร้างยาใหม่ที่สามารถแก้ไขการละเมิดและรักษาได้

เพื่อจุดประสงค์ในการป้องกันบางครั้งมันก็คุ้มค่าที่จะอดอาหารทำให้ร่างกายมีความเครียดบำบัด

อ่านบน ForumDaily:

เราขอการสนับสนุนจากคุณ: มีส่วนร่วมในการพัฒนาโครงการ ForumDaily

ขอบคุณที่อยู่กับเราและไว้วางใจ! ในช่วงสี่ปีที่ผ่านมา เราได้รับคำติชมมากมายจากผู้อ่านที่ได้ช่วยสื่อของเราในการจัดชีวิตหลังจากย้ายไปสหรัฐอเมริกา ได้งานหรือการศึกษา หาที่พักหรือจัดการเด็กในโรงเรียนอนุบาล

เป็นของคุณเสมอ ForumDaily!

กำลังประมวลผล . . .

ศาสตราจารย์ Yoshinori Ohsumi สถาบันเทคโนโลยีแห่งโตเกียว นักวิทยาศาสตร์ชาวญี่ปุ่นได้รับรางวัลนี้สำหรับการทำงานพื้นฐานของเขา ซึ่งอธิบายให้โลกรู้ว่า autophagy เกิดขึ้นได้อย่างไร ซึ่งเป็นกระบวนการสำคัญสำหรับการประมวลผลและการรีไซเคิลส่วนประกอบเซลลูลาร์

ขอบคุณผลงานของ Yoshinori Ohsumi นักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ ได้รับเครื่องมือในการศึกษาการ autophagy ไม่เพียงแต่ในยีสต์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงในสิ่งมีชีวิตอื่นๆ รวมทั้งมนุษย์ด้วย การวิจัยเพิ่มเติมแสดงให้เห็นว่า autophagy เป็นกระบวนการที่อนุรักษ์ไว้และเกิดขึ้นในลักษณะเดียวกันในมนุษย์ ด้วยความช่วยเหลือของ autophagy เซลล์ในร่างกายของเราจะได้รับพลังงานที่ขาดหายไปและทรัพยากรการสร้าง ระดมกำลังสำรองภายใน Autophagy เกี่ยวข้องกับการกำจัดความเสียหาย โครงสร้างเซลล์ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญในการรักษา ดำเนินการตามปกติเซลล์. นอกจากนี้ กระบวนการนี้ยังเป็นหนึ่งในกลไกของการตายของเซลล์ที่ตั้งโปรแกรมไว้ ความผิดปกติของ autophagy อาจเป็นสาเหตุของโรคมะเร็งและโรคพาร์กินสัน นอกจากนี้ autophagy ยังมุ่งเป้าไปที่การต่อสู้กับสารติดเชื้อภายในเซลล์ เช่น สาเหตุของวัณโรค บางทีต้องขอบคุณความจริงที่ว่ายีสต์เคยเปิดเผยความลับของ autophagy ให้เราทราบ เราจะสามารถรักษาโรคเหล่านี้และโรคอื่นๆ ได้

คณะกรรมการโนเบลกล่าวในแถลงการณ์ว่า Osumi "ค้นพบและอธิบายกลไกที่อยู่ภายใต้ autophagy ซึ่งเป็นกระบวนการพื้นฐานของการทำลายและการใช้ส่วนประกอบเซลล์" คำว่า "autophagy" นั้นมาจากคำภาษากรีกสองคำ - "auto" หมายถึง "ฉัน" และ "phagein" หมายถึง "กิน" ดังนั้นมันจึงหมายถึง "กินเอง" อย่างแท้จริง (แปลอย่างอิสระว่า "กินเอง")

Autophagy เป็นที่รู้จักมานานกว่า 50 ปีแล้ว แต่ความสำคัญพื้นฐานของมันต่อสรีรวิทยาและการแพทย์ได้รับการยอมรับหลังจากการวิจัยของ Osumi ในปี 1990 เท่านั้น ต้องขอบคุณผลงานเหล่านี้ที่เขาได้รับรางวัลโนเบล

ความเข้าใจทั่วไปเกี่ยวกับ autophagy มาถึงนักวิทยาศาสตร์ในทศวรรษที่ 1960 เมื่อนักวิจัยสังเกตว่าเซลล์ทำลายเนื้อหาของตัวเองอย่างไรโดยการห่อหุ้มไว้ในเยื่อหุ้มเซลล์ ในระหว่างกระบวนการนี้ จะมีการสร้างถุงน้ำ (เช่น ถุงของชั้นหิน) ซึ่งจะถูกส่งไปยัง "ช่อง" ของการประมวลผลในเซลล์ที่เรียกว่าไลโซโซม) เพื่อการทำลายในภายหลัง

ออโตฟาโกโซมออร์แกเนลล์ (ส่วนประกอบของเซลล์) ดูดซับส่วนประกอบของเซลล์แล้วปล่อยให้ไลโซโซม "กิน" ซึ่งพวกมันจะถูกทำลาย

แต่เนื่องจากขาดข้อมูลจึงเป็นเรื่องยากที่จะศึกษาลักษณะของปรากฏการณ์นี้ Osumi ได้ทำการทดลองที่ยอดเยี่ยมหลายครั้งในช่วงต้นทศวรรษ 1990 โดยเฉพาะอย่างยิ่ง นักวิทยาศาสตร์ใช้ยีสต์ขนมปังเพื่อระบุยีนที่กำหนดกระบวนการ autophagy จากนั้นนักวิจัยได้อธิบายกลไกที่อยู่ภายใต้ "การกินเอง" ในยีสต์ และพบว่ามีการใช้กลไกที่ซับซ้อนที่คล้ายกันในเซลล์ของมนุษย์

การค้นพบของ Osumi นำไปสู่กระบวนทัศน์ใหม่ในความเข้าใจของนักวิทยาศาสตร์ว่าเซลล์รีไซเคิลเนื้อหาอย่างไร การค้นพบของเขาช่วยปูทางให้เข้าใจถึงความสำคัญพื้นฐานของ autophagy ในกระบวนการทางสรีรวิทยาหลายอย่าง เช่น การปรับตัวให้เข้ากับความอดอยาก

การกลายพันธุ์ในยีนที่ควบคุม autophagy สามารถทำให้เกิดโรคได้ นอกจากนี้ กระบวนการ autophagy ยังเป็นองค์ประกอบสำคัญของโรคมะเร็งและโรคทางระบบประสาท

มาพูดถึงประวัติศาสตร์กันเล็กน้อยโดยที่ไม่มีการค้นพบตัวเอง ในช่วงกลางทศวรรษ 1950 นักวิทยาศาสตร์ได้ระบุ "ช่อง" เฉพาะของเซลล์ใหม่ ซึ่งเป็นออร์แกเนลล์ที่มีเอ็นไซม์ที่แปรรูปโปรตีน คาร์โบไฮเดรต และไขมัน ออร์แกเนลล์ถูกเรียกว่าไลโซโซมและกำหนดหน้าที่ของมัน (เวิร์กสเตชันสำหรับการทำลายส่วนประกอบเซลล์)

อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์ชาวเบลเยียม Christian de Duve ได้รับรางวัลโนเบลสาขาสรีรวิทยาหรือการแพทย์ในปี 1974 จากการค้นพบไลโซโซม

คำว่า "autophagy" ถูกเสนอครั้งแรกในปี 1963 โดย Christian de Duve นักชีวเคมีชาวเบลเยียม ผู้ซึ่งร่วมกับเพื่อนร่วมงานได้รับรางวัลโนเบลสาขาการแพทย์ในปี 1974

ข้อสังเกตใหม่ในปี 1960 แสดงให้เห็นว่า จำนวนมากของส่วนประกอบของเซลล์และแม้แต่ออร์แกเนลล์ทั้งหมดก็สามารถพบได้ในไลโซโซม

ปรากฎว่าเซลล์มีกลยุทธ์ในการส่ง "โหลด" จำนวนมากไปยังไลโซโซม การศึกษาทางชีวเคมีและจุลทรรศน์เพิ่มเติมเผยให้เห็นถุงชนิดใหม่ที่ขนส่งสินค้าเซลล์ดังกล่าวไปยังไลโซโซมเพื่อการทำลายในภายหลัง Christian de Duve บัญญัติศัพท์คำว่า autophagy "self-eating" เพื่ออธิบายกระบวนการนี้ ถุงชนิดใหม่นี้มีชื่อว่า autolysosomes (หรือ autophagosomes)

ในช่วงทศวรรษ 1970 และ 1980 นักวิจัยมุ่งเน้นไปที่การอธิบายการทำงานของระบบอื่นที่ใช้ในการฆ่าโปรตีน โปรทีโซม และในฐานะส่วนหนึ่งของหัวข้อนี้ Aaron Ciechanover, Avram Hershko และ Irwin Rose ได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมีในปี 2547 สำหรับ " ค้นพบบทบาทของยูบิควิตินใน ระบบเซลล์การเสื่อมสภาพของโปรตีนในโปรตีอาโซม" โปรทีโซมทำลายโปรตีนอย่างมีประสิทธิภาพ "ทีละครั้ง" แต่กลไกนี้ไม่ได้อธิบายว่าเซลล์กำจัดคอมเพล็กซ์โปรตีนขนาดใหญ่และออร์แกเนลล์ที่ "เสื่อมสภาพ" ได้อย่างไร

นักวิทยาศาสตร์ชาวญี่ปุ่น Osumi มีส่วนร่วมอย่างแข็งขันในการศึกษาต่างๆ แต่เมื่อเขาเปิดห้องปฏิบัติการของตัวเองในปี 1998 เขามุ่งเน้นไปที่การศึกษาการทำลายโปรตีนในยีสต์ vacuole ซึ่งเป็นออร์แกเนลล์ที่มีหน้าที่ในการ เซลล์มนุษย์ดำเนินการโดยไลโซโซม เซลล์ยีสต์ค่อนข้างง่ายต่อการศึกษาและด้วยเหตุนี้จึงมักใช้เป็นแบบจำลองสำหรับเซลล์ของมนุษย์ พวกมันมีประโยชน์อย่างยิ่งในการระบุยีนที่มีบทบาทสำคัญในกระบวนการของเซลล์ที่ซับซ้อน

แต่ Osumi ประสบปัญหาร้ายแรง - เซลล์ยีสต์มีขนาดเล็กและโครงสร้างภายในของพวกมันไม่ง่ายนักที่จะมองเห็นได้ภายใต้กล้องจุลทรรศน์ นักวิทยาศาสตร์ยังสงสัยว่า autophagy เกิดขึ้นในกรณีนี้หรือไม่ นักวิจัยคิดว่าถ้าเขาสามารถหยุดกระบวนการทำลายวัสดุในแวคิวโอลได้ แสดงว่ามี autophagy - ดังนั้น autolysosomes ควรสะสมภายใน vacuoles และมองเห็นได้ภายใต้กล้องจุลทรรศน์

นักวิทยาศาสตร์ได้เพาะเลี้ยงยีสต์กลายพันธุ์โดยขาดการย่อยสลายของแวคิวโอลาร์ และในขณะเดียวกันก็กระตุ้น autophagy ในตัวพวกมัน ทำให้เซลล์ต้องอดตาย และผลลัพธ์ก็น่าทึ่ง ภายในเวลาไม่กี่ชั่วโมง แวคิวโอลก็เต็มไปด้วยถุงเล็กๆ ที่ยังไม่ถูกทำลาย ถุงเป็นออโตไลโซโซม และการทดลองของนักวิทยาศาสตร์ได้พิสูจน์ว่า autophagy มีอยู่ในเซลล์ยีสต์ แต่ที่สำคัญกว่านั้น ตอนนี้นักวิทยาศาสตร์มีวิธีระบุและอธิบายยีนสำคัญที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการนี้ การศึกษาที่ก้าวล้ำนี้เผยแพร่เมื่อ 20 ปีที่แล้วในปี 1992

ต่อมา Osumi ใช้ประโยชน์จากยีสต์สายพันธุ์ดัดแปลงของเขา ซึ่ง autolysosomes สะสมระหว่างการอดอาหาร การสะสมนี้ไม่ควรเกิดขึ้นหากยีนที่รับผิดชอบในการ autophagy ถูกปิดใช้งาน Osumi บำบัดเซลล์ยีสต์ด้วยสารเคมีที่คัดเลือกยีนหลายตัวกลายพันธุ์ จากนั้นเขาก็กระตุ้น autophagy กลยุทธ์ของเขาได้ผล

Osumi ระบุยีนแรกที่จำเป็นสำหรับ autophagy และในการทดลองครั้งต่อๆ ไป นักวิทยาศาสตร์ได้จำแนกลักษณะการทำงานของโปรตีนที่เข้ารหัสโดยยีนเหล่านี้ ผลการวิจัยพบว่า autophagy ถูกควบคุมโดยน้ำตกทั้งโปรตีนและโปรตีนเชิงซ้อน ซึ่งแต่ละส่วนควบคุมขั้นตอนที่แยกจากกัน เช่น นิวเคลียสหรือการก่อตัวของออโตไลโซโซม

Osumi ศึกษาสายพันธุ์ยีสต์กลายพันธุ์หลายพันสายพันธุ์ และระบุยีน 15 ยีนที่รับผิดชอบกลไกของ autophagy

หลังจากพิจารณากลไกของ autophagy ในยีสต์ คำถามหนึ่งยังไม่ได้รับการแก้ไข: มีกลไกที่เหมาะสมในการควบคุมกระบวนการนี้ในสิ่งมีชีวิตอื่นหรือไม่? ในไม่ช้ามันก็ชัดเจนว่ากระบวนการที่เกือบจะเหมือนกันเกิดขึ้นในเซลล์ของมนุษย์ ตอนนี้นักวิทยาศาสตร์สามารถเข้าถึงเครื่องมือที่จำเป็นในการศึกษาผลกระทบของ autophagy ในร่างกายมนุษย์

และต้องขอบคุณ Ohsumi และผู้ติดตามของเขา วันนี้โลกรู้ว่า autophagy ควบคุมการทำงานทางสรีรวิทยาที่สำคัญซึ่งส่วนประกอบของเซลล์จะต้องถูกรีไซเคิลหรือทำลาย

Autophagy สามารถจัดหาเชื้อเพลิงและหน่วยการสร้างสำหรับการต่ออายุส่วนประกอบเซลล์ได้อย่างรวดเร็ว ดังนั้น กระบวนการนี้จึงจำเป็นสำหรับการตอบสนองของเซลล์ต่อความอดอยากและความเครียดประเภทอื่นๆ นอกจากนี้ ในระหว่างการติดเชื้อ autophagy ช่วยหยุด .

Autophagy ยังส่งเสริมการพัฒนาของตัวอ่อนและการสร้างความแตกต่างของเซลล์ เซลล์ยังใช้ autophagy เพื่อกำจัดโปรตีนและออร์แกเนลล์ที่เสียหาย - กลไก "การควบคุมคุณภาพ" นี้มี สำคัญสู้ ผลเสียอายุมากขึ้น

Autophagy เกี่ยวข้องกับกระบวนการทางสรีรวิทยาเช่นการพัฒนาตัวอ่อนของมนุษย์และการสร้างความแตกต่างของเซลล์ สถานการณ์ความเครียดต่างๆในร่างกาย Autophagy เกิดขึ้นในโรค neurodegenerative มะเร็งและการติดเชื้อต่างๆ

อย่างไรก็ตาม การหยุดชะงักของกระบวนการ autophagy ยังเกี่ยวข้องกับโรคพาร์กินสัน เบาหวานชนิดที่ 2 และโรคอื่น ๆ ที่มักปรากฏในวัยชรา

การกลายพันธุ์ในยีนที่สำคัญสำหรับ autophagy อาจเกิดจาก โรคทางพันธุกรรมนอกจากนี้ยังมีการละเมิดกลไก autophagy ที่เกี่ยวข้องกับเนื้องอกวิทยา ปัจจุบันมีการศึกษาวิจัยจำนวนมากเพื่อพัฒนายาที่ออกแบบมาเพื่อกระตุ้นการย่อยอัตโนมัติในโรคต่างๆ

จำได้ว่าวันนี้ 3 ตุลาคม สัปดาห์โนเบลเริ่มขึ้นที่สตอกโฮล์ม ตามประเพณีจุดเริ่มต้นของการทำเครื่องหมาย

เมื่อวันที่ 3 ตุลาคม คณะกรรมการโนเบลประกาศผู้ชนะรางวัลสรีรวิทยาหรือการแพทย์ พวกเขากลายเป็นชาวญี่ปุ่น Yoshinori Osumi ถ้อยคำของรางวัลคือ: "สำหรับการค้นพบกลไกของ autophagy" autophagy คืออะไร? เหตุใดจึงสำคัญจากมุมมองเชิงปฏิบัติ autophagy เกี่ยวข้องกับการอดอาหารและการลดน้ำหนักอย่างไร? ทำไมเธอถึงช่วย? เนื้องอกมะเร็งอยู่รอด? และสุดท้าย ทำไมคนๆ หนึ่งจึงได้รับรางวัลนี้ และไม่ได้หลายคนเหมือนปกติ? นักข่าวและนักชีววิทยา Svetlana Yastrebova อธิบาย

ศาสตราจารย์ Yoshinori Ohsumi แห่งสถาบันเทคโนโลยีแห่งโตเกียวอยู่ที่โต๊ะทำงานของเขาในห้องแล็บเมื่อคณะกรรมการโนเบลโทรหาเขาพร้อมกับข่าวที่ไม่คาดคิด: เขาได้รับรางวัลสรีรวิทยาหรือการแพทย์ประจำปี 2559 ชายชาวญี่ปุ่นวัย 71 ปียังคงทำงานอย่างแข็งขันในหัวข้อ autophagy ซึ่งเขาได้รับรางวัลทางวิทยาศาสตร์สูงสุด

การถ่ายโอนข้อมูลเซลล์

Autophagy เป็นศูนย์กลางของความสนใจในการวิจัยของ Osumi มาเป็นเวลา 27 ปี ในช่วงปลายทศวรรษ 1980 เมื่อเขาเริ่มทำงานในหัวข้อนี้เป็นครั้งแรก เป็นที่ทราบกันดีว่าเซลล์ได้กำจัดโครงสร้างและโมเลกุลของพวกมันออกไป ซึ่งจู่ๆ ก็กลายเป็นสิ่งที่ไม่จำเป็น อย่างไรก็ตาม จะแปลกถ้าไม่เป็นเช่นนั้น: สิ่งมีชีวิตทั้งหมดสามารถกำจัดของเสียได้

นักวิทยาศาสตร์ทราบมานานแล้วว่าเซลล์มีออร์แกเนลล์พิเศษที่เรียกว่าไลโซโซม พวกเขาพบชิ้นส่วนที่ทรุดโทรมของโครงสร้างเซลล์อื่นๆ ซ้ำแล้วซ้ำเล่า และคำว่า "autophagy" นั้นถูกเสนอมานานก่อนงานของ Osumi คำนี้ประกาศเกียรติคุณในปี 2506 โดย Christian de Duve นักวิทยาศาสตร์ผู้ได้รับรางวัลโนเบลสาขาสรีรวิทยาในปี 1974 จากการค้นพบไลโซโซม

นอกจากไลโซโซมแล้ว นักชีววิทยายังได้ค้นพบ ออโตฟาโกโซม- "รถเข็น" สำหรับขนส่งชิ้นส่วนเซลล์ไปยังไลโซโซม เมื่อส่วนประกอบบางอย่างของเซลล์ไม่จำเป็น จะมีเมมเบรนพิเศษล้อมรอบ และได้ฟองอากาศที่มีออร์แกนอยด์ (หรือบางส่วน) อยู่ภายใน ถุงน้ำนี้เข้าใกล้ไลโซโซมและรวมเข้าด้วยกัน ที่นั่น ชิ้นส่วน "ขยะ" ของเซลล์พบที่พักพิงสุดท้าย - เอ็นไซม์พิเศษแยกย่อยออกเป็นส่วนประกอบง่ายๆ

เป็นเวลานาน ไลโซโซมถูกมองว่าเป็น "การถ่ายโอนข้อมูล" สำหรับโครงสร้างเซลล์ที่ไม่จำเป็นทั้งหมด จริงอยู่ มุมมองดังกล่าวไม่ได้ให้คำตอบสำหรับคำถาม: เซลล์จะต่ออายุตัวเองได้อย่างไร เหตุใด "การถ่ายโอนข้อมูล" จึงไม่มีขนาดเพิ่มขึ้นหลายสิบเท่าตลอดอายุขัยของเซลล์เช่นเซลล์ประสาทเช่นเซลล์ประสาท และเนื่องจากคำถามดังกล่าวเกิดขึ้น จึงมีเหตุผลที่จะสรุปว่าเซลล์ (ต่างจากคนส่วนใหญ่) ไม่ได้พึ่งพาแหล่งอาหารภายนอกร้อยเปอร์เซ็นต์และใช้ทรัพยากรภายในที่มีอยู่หลายครั้ง เพื่อค้นหาว่าสิ่งนี้เกิดขึ้นได้อย่างไร จำเป็นต้องค้นหาสารที่กระตุ้นและสนับสนุนปฏิกิริยาของการประมวลผลออร์แกเนลล์และโมเลกุลที่ล้มเหลว

ดังนั้น ไม่กี่ปีหลังจากการค้นพบไลโซโซม ในปี 1980 นักวิจัยจึงหันมาสนใจออร์แกเนลล์ที่เพิ่งค้นพบใหม่ นั่นคือโปรทีโซม ตามชื่อของมัน พวกเขาจัดการกับโปรตีน - และง่ายๆ กับโปรตีน ปรากฎว่า "ตั๋ว" ของโปรตีโอโซมสำหรับโปรตีนคือ "เครื่องหมายสีดำ" - โมเลกุลของยูบิควิติน โปรตีนที่ติดฉลากดังกล่าวจะเข้าสู่โปรทีโซมและสลายตัวที่นั่นโดยที่เอนไซม์โปรตีเอสเสียไปเป็นกรดอะมิโน จากนั้นเซลล์จะใช้กรดอะมิโนเหล่านี้เพื่อสร้างโปรตีนอื่นๆ มนุษย์ต้องการโปรตีน 200-300 กรัมต่อวัน แต่มาพร้อมกับอาหารเพียง 70 กรัม เซลล์ที่เหลือได้มาจากกระบวนการแปรรูปโปรตีนที่ไม่จำเป็นในโปรทีโซม

อย่างไรก็ตาม การศึกษาโปรตีอาโซมไม่ได้ให้คำตอบสำหรับคำถามที่ว่าเซลล์ประมวลผลชิ้นส่วนที่ใหญ่กว่าโมเลกุลโปรตีนแต่ละตัวได้อย่างไร อะไรประมวลผลออร์แกเนลล์ขนาดใหญ่ในไลโซโซม? เกี่ยวกับเรื่องนี้ก่อนทำงาน ไม่มีใครรู้จัก Yoshinori Osumi

เห็ดวิเศษ

Osumi เลือกยีสต์เป็นวัตถุสำหรับการทดลอง ซึ่งเป็นเชื้อราเซลล์เดียวที่สืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศอย่างรวดเร็ว มันค่อนข้างง่ายที่จะสังเกตการเจริญเติบโตและการพัฒนาของมันถ้าคุณมีกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงธรรมดา ในแง่หนึ่ง ยีสต์เป็นสิ่งมีชีวิตที่เรียบง่าย และเซลล์ทั้งหมดของพวกมันมีโครงสร้างเหมือนกันไม่มากก็น้อย ในทางกลับกัน พวกมันเหมือนกับเห็ดทั้งหมดที่มีโครงสร้างใกล้เคียงกับสัตว์และดังนั้นกับมนุษย์ ในเซลล์ของเชื้อรา เช่นเดียวกับเราเอง มีนิวเคลียส ไมโทคอนเดรีย (ออร์แกเนลล์สำหรับการผลิตพลังงาน) มีเครื่องมือสำหรับการผลิตโปรตีนและอุปกรณ์สำหรับการย่อยสลาย (โปรตีโอโซม) ยีสต์ยังมีความคล้ายคลึงของไลโซโซมของสัตว์ - แวคิวโอล มีขนาดใหญ่พอที่จะสังเกตได้ภายใต้กล้องจุลทรรศน์

สำหรับ autophagy ไม่สำคัญว่าจะทำลายโปรตีนชนิดใด - สร้างขึ้นในเซลล์เองหรือภายนอก และนี่หมายความว่าด้วยความช่วยเหลือ คุณสามารถกำจัดไวรัสและแบคทีเรียที่เข้าสู่เซลล์และทำให้เกิดโรคต่างๆ ได้ พบว่าเชื้อก่อโรคของไวรัสและ โรคที่เกิดจากแบคทีเรียในกระบวนการวิวัฒนาการ พวกเขาพัฒนากลไกการป้องกันที่ซับซ้อนเพื่อไม่ให้ตกอยู่ภายใต้การควบคุมของ autophagosomes หรือหยุดการกระทำของพวกเขา โดยทั่วไป autophagy มีความสำคัญต่อกระบวนการต่างๆ ในระบบภูมิคุ้มกัน ตั้งแต่การอักเสบไปจนถึงการป้องกันไวรัสและแบคทีเรีย

สุดท้าย autophagy ยังมีประโยชน์เมื่อโครงสร้างของเซลล์จำเป็นต้องสร้างใหม่อย่างรวดเร็วและบ่อยครั้ง ความต้องการนี้เกิดขึ้นระหว่างการพัฒนาของตัวอ่อน การเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในเนื้อเยื่อของตัวอ่อนพัฒนาอย่างรวดเร็วอย่างแม่นยำเนื่องจากการ autophagy ที่ใช้งานอยู่ บางส่วนของเซลล์ที่ทำหน้าที่ได้สำเร็จจะถูกย่อยสลายเป็นองค์ประกอบ และออร์แกเนลล์ใหม่ที่ "มีความเกี่ยวข้องมากขึ้น" จะถูกสร้างขึ้นจากพวกมัน การละเมิดกระบวนการ autophagy ในตัวอ่อนนำไปสู่ความจริงที่ว่าการพัฒนาของพวกเขาช้าลงอย่างมาก

ซามูไรผู้โดดเดี่ยว

ตั้งแต่ปี 2011 จนถึงปัจจุบัน รางวัลโนเบลสาขาสรีรวิทยาหรือการแพทย์ไม่เคยตกเป็นของใคร มีนักวิจัยหลายคนที่มีความสนใจทางวิทยาศาสตร์ในด้านเดียวอยู่เสมอ แต่ในกรณีของ Yoshinori Ohsumi นี่ไม่ใช่กรณี ทำไม

ไม่น่าเป็นไปได้ที่เราจะรู้คำตอบที่แน่นอนสำหรับคำถามนี้ในไม่ช้า: ตัวตนของผู้ได้รับการเสนอชื่อและผู้ที่ได้รับการเสนอชื่อในปี 2559 จะถูกเก็บเป็นความลับในอีก 50 ปีข้างหน้า แต่สิ่งหนึ่งที่แน่นอนคือ เมื่อ Osumi เริ่มค้นคว้าเกี่ยวกับ autophagy แทบไม่มีใครสนใจเรื่องนี้ อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์หลักทุกคนที่มีส่วนในการค้นพบไลโซโซม ออโตฟาโกโซม และการศึกษาหน้าที่ของพวกเขา ได้รับรางวัลจากคณะกรรมการโนเบลในปี 1990 แล้ว

Osumi ในอาชีพทางวิทยาศาสตร์ของเขาได้เดิมพันในหัวข้อที่ไม่เป็นที่นิยมซึ่งได้รับการศึกษาเพียงเล็กน้อยและไม่แพ้ ตามผู้ได้รับรางวัลเขาไม่ได้ตั้งเป้าหมายที่จะได้รับรางวัลอันทรงเกียรติ ในการสัมภาษณ์เมื่อเร็ว ๆ นี้ เขาตั้งข้อสังเกตว่า "ไม่ใช่ผู้เชี่ยวชาญรุ่นใหม่ทุกคนที่จะประสบความสำเร็จในด้านวิทยาศาสตร์ แต่ก็คุ้มค่าที่จะลอง" อย่างที่เราเห็น ความพยายามของเขาประสบความสำเร็จ