14 listopada 2013

Nobel – ważny, bez zaskoczenia

Tegoroczna Nagroda Nobla z medycyny nie była zaskoczeniem. Trzej uczeni: Thomas C. Südhof, Randy W. Schekman i James E. Rothman, byli kandydatami do niej od wielu lat. Ilustruje to dobrze najnowszy komentarz w „Science” zatytułowany „Nagroda od dawna oczekiwana”. Wyniki ich badań znajdują się w podręcznikach od wielu lat. Myślę, że zna je każdy, kto ukończył medycynę. Były publikowane od końca lat 70. XX w. do początku XXI w.
Jest to nagroda za pracę nad zdolnością porozumiewania się komórek. Gdy mówimy o porozumiewaniu się, mamy na myśli wytworzenie informacji, wydzielenie jej, przekaz, odbiór i zrozumienie. Badania nad odbiorem i zrozumieniem informacji zostały wielokrotnie uhonorowane, także Noblem. Teraz mamy Nagrodę Nobla – wydaje się, że przyznaną po raz pierwszy – za wydzielenie informacji, za wyjaśnienie, w jaki sposób informacja wychodzi na zewnątrz komórki. A być może jest to jeden z najważniejszych elementów funkcjonowania komórek w złożonym środowisku.
W organizmie wielokomórkowym, a nawet w populacji pojedynczych komórek, zjawiska przekazu informacji, porozumienia, wydają się absolutnie najważniejsze. Każda komórka musi odpowiednio funkcjonować, współpracować z innymi, na tym polega homeostaza organizmu. Aby mogły właściwie funkcjonować, muszą się porozumiewać. Kontaktują się komórki sąsiadujące ze sobą, ale także odległe od siebie. Muszą więc istnieć nośniki informacji.
Takimi nośnikami są hormony (czasem tak duże jak insulina), neuroprzekaźniki w mózgu (przenoszone z jednej części synapsy, czyli połączenia między komórkami nerwowymi nazywanego częścią presynaptyczną, przez szczelinę synaptyczną do części postsynaptycznej), np. glutaminian, serotonina, dopamina, acetylocholina. Niektóre z tych substancji także mają charakter hormonalny, zwłaszcza te wydzielane przez nadnercza. Aby informacja została przesłana, w komórkach lub na błonie je okalającej muszą znajdować się odpowiednie receptory, czyli białka przystosowane budową do połączenia z nośnikami informacji.
Jak wspomniałem, za prace nad receptorami były Nagrody Nobla, za białka współpracujące z receptorami – też. Także za kinazy, białka G oraz za informację genetyczną zapisaną w DNA.
Konieczne było wyjaśnienie, w jaki sposób informacja wychodzi na zewnątrz komórki; jak owe przykładowe cząsteczki insuliny, dopaminy, glutaminianu, wytwarzane w komórkach, wydostają się poza nie. Cząsteczki te są zawarte w pęcherzykach – strukturach okolonych błoną. Aby mogły się wydostać, pęcherzyk musi dowędrować do błony komórkowej, obie błony muszą zlać się ze sobą, a następnie zawartość pęcherzyka musi zostać wyrzucona na zewnątrz. Istnieje zatem ciąg zdarzeń: tworzenie pęcherzyka, przemieszczenie do błony komórkowej i jego wyrzucenie. Właśnie odkrycie tego ciągu zdarzeń zostało nagrodzone.
Pierwszy był Randy W. Schekman, który na przełomie lat 70. i 80. wykazał, że są geny u drożdży, które zmutowane powodują nieprawidłową pracę białek, co upośledza wydzielanie substancji z komórki drożdży. Zidentyfikował parędziesiąt białek potrzebnych do wydzielenia się na zewnątrz jakiejś substancji.
James E. Rothman poszedł krok dalej, ułożył te białka w ciągach technologicznych, badał jak wzajemnie na siebie oddziałują i w jaki sposób organizują cały mechanizm pracy pęcherzyków. Pracował na drożdżach, a także komórkach ssaków, izolował też komórki mózgu. Kilkanaście lat temu byłem na wykładzie Rothmana, na którym podsumowywał wyniki badań. To był wykład bardzo uporządkowany, prezentował badania prowadzone od drożdży przez komórki ssaków po komórki mózgu.
Trzeci z nagrodzonych – Thomas C. Südhof – zajmował się wyłącznie badaniami mózgu, skupił się na wydzieleniu pęcherzyków zawierających neuroprzekaźniki. Badał, jak dochodzi do wydzielenia zawartości pęcherzyków z części synaptycznej, i opisywał, w jaki sposób jony wapnia muszą wniknąć do komórki, aby cały proces został aktywowany. Stwierdził istnienie takich białek, opisał, jak są ułożone i jak jest regulowane ich działanie.
Wymienieni trzej badacze zostali wcześniej uhonorowani Nagrodami im. Alberta Laskera, które są najpoważniejszymi wyróżnieniami „przygotowującymi” do Nobla. Jest jeszcze kilku uczonych, w tym Jahn i Scheller, którzy także przyczynili się do opisanych odkryć. Badania nagrodzonych w 2013 r. były docenione i uznane, o czym świadczy fakt, że cytowanie ich prac liczy się w dziesiątkach tysięcy (20-30 tys.) razy, a ich indeksy Hirscha przekraczają 100. Nie było więc w roku bieżącym zaskoczenia.

Notowała mkr

Archiwum

Okręgowa Izba Lekarska w Warszawie im. prof. Jana Nielubowicza