Știința în cuvinte potrivite – Efectul razelor gamma asupra arheologiei
4 October 2016
Storymania – O (foarte) scurtă istorie a cuceririi spațiului cosmic
4 October 2016

NOBEL 2016: Yoshinori Ohsumi a câștigat premiul Nobel pentru Medicină

Omul de știință nipon Yoshinori Ohsumi a câștigat luni Premiul Nobel pentru Medicină “pentru descoperirile sale legate de mecanismele de autofagie” un proces fundamental pentru descompunerea și reciclarea compușilor celulari, conform Comitetului Nobel de la Stockholm.

Conceptul de autofagie celulară a început să fie folosit din anii ’60, când oamenii de știință au observat că o celulă își poate distruge propriile elemente constitutive izolându-le în membrane și formând un fel de vezicule ca niște saci ce sunt apoi transportate în “zona de reciclare”, la lizozomi, pentru descompunere și reciclare. Într-o serie de experimente strălucite, la începutul anilor ’90, Yoshinori Ohsumi a folosit drojdie de panificație pentru a identifica genele care îndeplinesc rolurile principale în procesul de autofagie.

Descoperirile lui Ohsumi au impus o nouă paradigmă cu privire la procesele prin care celulele își reciclează propriul conținut și au deschis calea pentru înțelegerea importanței fundamentale a autofagiei în multiple procese fiziologice, de la capacitatea de adaptare la înfometare și până la răspunsul organismului în cazul unor infecții. Mutațiile înregistrate în cazul genelor responsabile de procesul de autofagie pot duce la declanșarea unor boli grave precum cancerul sau a unor maladii neurologice.

La jumătatea anilor ’50 oamenii de știință au descoperit o structură specializată localizată în membrana celulară, un organit celular ce a primit numele de lizozom. Aceste structuri conțin enzime care digeră proteinele, carbohidrații și lipidele și funcționează ca o stație pentru descompunerea constituenților celulari îmbătrâniți. Omul de știință belgian Christian de Duve (membru de onoare al Academiei Române din 1999), a împărțit Premiul Nobel pentru medicină în 1974 cu Albert Claude și George Emil Palade, rolul său fiind legat de descoperirea lizozomilor.

O serie de observații realizate în cursul anilor ’60 au arătat că un volum mare de conținut celular, și uneori chiar alte organite întregi, pot fi găsite uneori în interiorul lizozomilor. Astfel devenea clar că există un mecanism prin care celulele își transferă o parte din conținut în lizozomi. Analize biochimice ulterioare au identificat existența unui tip de vezicule specializate în transportul de material celular către lizozomi. Christian de Duve este și “părintele” termenului de “autofagie” pe care l-a folosit pentru a descrie procesul care are loc în interiorul lizozomilor. Noile vezicule au primit denumirea de “autofagosome”.

Yoshinori Ohsumi a fost activ în mai multe domenii de cercetare, însă după ce și-a organizat propriul laborator, în 1988, și-a concentrat eforturile asupra procesului de descompunere a proteinelor în vacuole, un organit celular care corespunde lizozomilor din celulele umane. Celulele de drojdie sunt relativ ușor de studiat și de multe ori sunt folosite ca modele pentru celulele umane. Aceste celulele sunt folosite în special pentru a identifica genele implicate în procese celulare complexe.

Strategia lui Ohsumi a fost de a întrerupe procesul de descompunere din vacuole în timp ce procesul de autofagie era activ pentru a observa dacă autofagosomele se acumulează în vacuole și devin vizibile la microscop. În acest scop el a cultivat celule de drojdie mutante, fără enzime pentru descompunere vacuolară și, simultan, a stimulat procesul de autofagie prin înfometarea celulelor. Rezultatele au fost extraordinare, conform comunicatului dat publicității de Comitetul Nobel. După doar câteva ore, vacuolele erau pline cu mici vezicule care nu erau descompuse. Aceste vezicule erau autofagosome iar experimentul lui Ohsumi a demonstrat că procesul de autofagie se produce și în celulele de drojdie. Chiar și mai important decât atât, el dispunea de acum înainte de o metodă pentru a identifica și caracteriza gene cheie pentru acest proces. El și-a publicat rezultatele în 1992.

Mulțumită lui Yoshinori Ohsumi și cercetătorilor care au pășit pe drumul deschis de savantul nipon microbiologia cunoaște în prezent că procesul de autofagie controlează o serie de funcții fiziologice importante în care compușii celulari trebuie să fie descompuși și reciclați. Procesul de autofagie poate oferi în mod rapid energie la nivel celular și materii prime pentru reconstrucția unor noi compuși celulari și astfel este esențial în cadrul răspunsului celular la înfometare și la alte tipuri de stres. În cazul unor infecții, spre exemplu, prin autofagie pot fi eliminate organismele bacteriene sau virale care au invadat celula. De asemenea, procesul de autofagie contribuie la dezvoltarea embrionilor și la diferențierea celulară. Prin autofagie celulele elimină proteinele și organitele celulare degenerate, asigurând un mecanism de importanță critică în lupta împotriva procesului de îmbătrânire celulară.

Problemele de autofagie celulară au fost asociate cu maladia Parkinson, cu diabetul de tipul 2 și cu alte boli specifice vârstei înaintate, dar și cu anumite afecțiuni oncologice. Mutațiile suferite de genele care reglează procesul de autofagie pot declanșa anumite boli genetice.

Yoshinori Ohsumi, 71 de ani, este profesor la Centrul de Cercetare Frontier din cadrul Institutului Tehnologic din Tokyo. Yoshinori Ohsumi s-a născut în 1945 la Fukuoka, Japonia. În 1974 a devenit doctor al Universității din Tokyo. După ce și-a petrecut trei ani la Universitatea Rockefeller din New York, a revenit la Universitatea din Tokyo unde a pus bazele unui grup de cercetare în 1988. Începând cu anul 2009 Yoshinori Ohsumi este profesor la Institutul tehnologic din Tokyo.

În 2015, premiul Nobel pentru medicină a fost obținut de William Campbell (Irlanda/Statele Unite), Satoshi Omura (Japonia) și Tu Youyou (China) pentru descoperirile lor în ceea ce privește tratamentele împotriva infecțiilor parazitare și a paludismului. Anterior, în 2014, John O’Keefe (Marea Britanie/Statele Unite) și May-Britt și Edvard Moser (Norvegia) au obținut Nobelul pentru medicină pentru cercetările lor asupra ”GPS-ului intern” din creier, care ar putea permite dezvoltarea cunoștințelor legate de boala Alzheimer.

 

La 4 octombrie urmează să fie anunțat premiul Nobel pentru fizică, iar ziua următoare va veni rândul celui pentru chimie, urmat de cel pentru pace, la 7 octombrie, de cel pentru economie, la 10 octombrie, și de cel pentru literatură, la 13 octombrie.

AGERPRES