Der Nobelpreis für Physiologie oder Medizin wurde für die Untersuchung der "Selbsternährung" von Zellen verliehen

In diesem Jahr erhielt der japanische Wissenschaftler Yoshinori Ohsumi den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin für die Erforschung der Mechanismen der Autophagie. Der Begriff "Autophagie" selbst tauchte in den 60er Jahren des letzten Jahrhunderts auf. Es wurde in Bezug auf zelluläre Mechanismen zur Reinigung des Körpers von abgebauten Proteinen eingesetzt. Wissenschaftler haben herausgefunden, dass bei diesem Verfahren die Zelle von intrazellulären Ablagerungen gereinigt und an die Lysosomen gesendet wird. Lysosom (aus dem Griechischen. Λύσις - Ich löse mich auf und sōma - der Körper) ist ein zelluläres Organoid, das von einer Membran umgeben ist, in deren Hohlraum eine saure Umgebung erhalten bleibt und es viele lösliche hydrolytische Enzyme gibt. Das Lysosom ist für die intrazelluläre Verdauung von Makromolekülen verantwortlich, auch bei der Autophagie.

Trotz der Tatsache, dass der Prozess den Wissenschaftlern lange Zeit bekannt war, blieben seine Details unerforscht. Um den Prozess der Autophagie im Detail zu untersuchen, führte Osumi mehrere witzige Experimente durch. Er führte fast alle seine Experimente mit Bäckerhefe durch und versuchte, die Gene zu identifizieren, die für die Autophagie verantwortlich sind. Er verglich den Mechanismus der Autophagie in Hefezellen weiter mit einem ähnlichen Mechanismus in menschlichen Zellen. Den Japanern gelang es zu zeigen, dass der Prozess in unseren eigenen Zellen in ungefähr demselben Szenario abläuft.

Der japanische Wissenschaftler machte auch mehrere Entdeckungen, die zeigten, dass Autophagie bei verschiedenen physiologischen Prozessen sehr wichtig ist. Mutationen in den Genen, die für den Mechanismus der Autophagie verantwortlich sind, können zum Auftreten von Krankheiten führen, einschließlich Krebs und neurologischen Erkrankungen. Andere Wissenschaftler, die die Ergebnisse von Osumis Arbeit nutzten, stellten fest, dass Verstöße gegen den Mechanismus der Autophagie zu Parkinson, Typ-2-Diabetes und anderen Krankheiten führen können. Außerdem spielt die Autophagie eine wichtige Rolle bei der Entwicklung der Embryonen vieler Lebewesen. Es wird auch für den Fall benötigt, dass ein Organismus sowohl mit bakteriellen als auch mit viralen Infektionen zu kämpfen hat.

Hefe wurde von den Japanern aus dem Grund ausgewählt, dass sie als das einfachste eukaryotische System angesehen werden können. Wie oben erwähnt, gibt es hier nur sehr wenige Unterschiede in den Mechanismen der Autophagie mit denen, die in menschlichen Zellen wirken.

Osumi behauptet, dass es zwei Hauptwege gibt, auf denen Autophagie auftritt. Der erste ist der Abbau im Proteasom . Dies ist der Name der großen Protease mit mehreren Untereinheiten, die in den Zellen von Eukaryoten, Archaeen und einigen Bakterien vorhanden ist. In eukaryotischen Zellen sind Proteasomen sowohl im Zellkern als auch im Zytoplasma enthalten. Die Hauptaufgabe des Proteasoms im Körper ist der proteolytische Abbau unnötiger und beschädigter Proteine ​​zu kurzen Peptiden (4–25 Aminosäurereste), die dann in einzelne Aminosäuren aufgeteilt werden können. Die Arbeit von Proteasomen wurde in den 70er / 80er Jahren des letzten Jahrhunderts untersucht. Im Jahr 2004 erhielten Aaron Ciechanover, Avram Hershko und Irwin Rose den Nobelpreis für die Klärung der Details des Prozesses des Proteinabbaus in Proteasomen.



Der zweite Weg wurde bereits oben erwähnt - dies ist die Zerstörung von Proteinen in speziellen Organellen, bei denen es sich um von einer Membran umgebene Vesikel handelt. Solche Organellen werden Lysosomen genannt. Lysosomen wurden Mitte der 50er Jahre des letzten Jahrhunderts entdeckt. Für die Entdeckung von Lysosomen wurde der Nobelpreis für Physiologie oder Medizin verliehen, der 1974 den belgischen Wissenschaftler Christian de Duve erhielt. Dieser Wissenschaftler war der erste, der den Begriff „Autophagie“ einführte.

Yoshinori Osumi war in der Lage, eine spezielle Art von Hefe zu entwickeln, die während des Hungers Autophagosomen ansammelte. Danach beeinflusste er den genetischen Apparat der Hefe mit einer bestimmten chemischen Substanz, was zu zufälligen Mutationen führte, und gab der Hefe nicht genügend Nährstoffe. In einer normalen Zelle, der in diesem Fall von den Japanern ausgeschiedenen Hefe, begann der Prozess der Autophagie. In Zellen, die einer Mutation unterzogen wurden, funktionierte dieser Prozess manchmal nicht. Der Wissenschaftler schlug vor, dass in diesem Fall das für die Autophagie verantwortliche Gen beschädigt wurde. Infolgedessen gelang es Osumi, verschiedene Hefe-DNA-Gene auszuschalten und die Folgen des Herunterfahrens zu beobachten. Durch Versuch und Irrtum gelang es ihm, jene Gene zu finden, ohne die die Zellen den Mechanismus des „Selbstessens“ nicht mehr auslösten. Wie sich herausstellte, enthält der Hefegenotyp fünfzehn solcher Gene. In jedem Fall ist dies alles, was entdeckt wurde.



Die Forschung eines japanischen Wissenschaftlers wurde vom Caroline Institute mit dem herausragenden Nobelpreis ausgezeichnet. „Osumis Entdeckungen konnten uns ein Verständnis dafür vermitteln, wie Zellen sich selbst verarbeiten und wie sie von Proteinresten befreit werden. Works Wissenschaftler haben eine neue Richtung im Verständnis der Autophagie als Teil einer Vielzahl von physiologischen Prozessen, einschließlich der Reaktion auf eine Infektion und die Anpassung an den Hunger, „entdeckt - sagte in einer Pressemitteilung am Karolinska Institut.



Studien von Yoshinori Osumi führten zu einem raschen Anstieg der Autophagieforschung und einem entsprechenden Anstieg der Anzahl von Veröffentlichungen zu diesem Thema. Inwieweit Osumis Arbeit einen starken Einfluss hatte, kann anhand des oben dargestellten Zeitplans beurteilt werden.

Source: https://habr.com/ru/post/de398099/