Hadiah Nobel dalam Fisiologi atau Kedokteran dianugerahi untuk studi "makan sendiri" sel

Tahun ini, ilmuwan Jepang Yoshinori Ohsumi dianugerahi Hadiah Nobel dalam Fisiologi atau Kedokteran untuk meneliti mekanisme autophagy. Istilah "autophagy" sendiri muncul pada 60-an abad terakhir. Itu mulai digunakan dalam kaitannya dengan mekanisme seluler membersihkan tubuh dari protein terdegradasi. Para ilmuwan telah menemukan bahwa menggunakan proses ini, sel dibersihkan dari puing-puing intraseluler, mengirimkannya ke lisosom. Lisosom (dari bahasa Yunani. Λύσις - Saya larut dan soma - tubuh) adalah organoid seluler yang dikelilingi oleh membran, di dalam rongga di mana lingkungan asam dipertahankan dan ada banyak enzim hidrolitik yang larut. Lisosom bertanggung jawab untuk pencernaan makromolekul intraseluler, termasuk dalam autophagy.

Terlepas dari kenyataan bahwa proses itu diketahui para ilmuwan untuk waktu yang lama, detailnya tetap belum dijelajahi. Untuk mempelajari proses autophagy secara rinci, Osumi melakukan beberapa eksperimen cerdas. Dia melakukan hampir semua eksperimennya pada ragi roti, mencoba mengidentifikasi gen yang bertanggung jawab untuk autophagy. Dia lebih jauh membandingkan mekanisme autophagy dalam sel-sel ragi dengan mekanisme yang sama dalam sel manusia. Orang Jepang berhasil menunjukkan bahwa dalam sel kita sendiri prosesnya terjadi dalam skenario yang kira-kira sama.

Juga, ilmuwan Jepang membuat beberapa penemuan, menunjukkan bahwa autophagy sangat penting dalam berbagai proses fisiologis. Mutasi pada gen yang bertanggung jawab atas mekanisme autophagy dapat menyebabkan munculnya penyakit, termasuk kanker dan penyakit neurologis. Ilmuwan lain yang menggunakan hasil karya Osumi menemukan bahwa pelanggaran dalam mekanisme autophagy dapat menyebabkan penyakit Parkinson, diabetes tipe 2 dan penyakit lainnya. Ditambah lagi, autophagy memainkan peran penting dalam pengembangan embrio banyak makhluk. Ini juga diperlukan jika organisme berjuang dengan infeksi bakteri dan virus.

Ragi dipilih oleh Jepang tentang alasan bahwa mereka dapat dianggap sebagai sistem eukariotik paling sederhana. Di sini, seperti yang disebutkan di atas, ada sangat sedikit perbedaan dalam mekanisme autophagy dengan mekanisme yang bekerja dalam sel manusia.

Osumi mengklaim bahwa ada dua cara utama terjadinya autophagy. Yang pertama adalah degradasi pada proteasome . Ini adalah nama dari protease multisubunit besar yang ada di sel eukariota, archaea, dan beberapa bakteri. Dalam sel eukariotik, proteasom terkandung dalam nukleus dan sitoplasma. Tugas utama proteasome dalam tubuh adalah degradasi proteolitik dari protein yang tidak perlu dan rusak menjadi peptida pendek (4-25 residu asam amino), yang kemudian dapat dipecah menjadi asam amino individu. Karya proteasom dipelajari pada 70-an / 80-an abad terakhir. Pada tahun 2004, Aaron Ciechanover, Avram Hershko, dan Irwin Rose menerima Hadiah Nobel karena mengklarifikasi rincian degradasi protein dalam proteasom.



Cara kedua telah disebutkan di atas - ini adalah penghancuran protein dalam organel khusus, yang merupakan vesikel dikelilingi oleh membran. Organel semacam itu disebut lisosom. Lisosom ditemukan pada pertengahan 50-an abad terakhir. Untuk penemuan lisosom, Hadiah Nobel dalam Fisiologi atau Kedokteran diberikan, yang pada 1974 menerima ilmuwan Belgia Christian de Duve. Ilmuwan ini adalah yang pertama kali memperkenalkan istilah "autophagy".

Yoshinori Osumi dapat mengembangkan jenis ragi khusus yang mengakumulasi autophagosomes selama kelaparan. Setelah itu, ia mempengaruhi alat genetik ragi dengan zat kimia tertentu, menyebabkan mutasi acak, dan tidak memberikan nutrisi yang cukup pada ragi. Dalam sel normal, ragi diekskresikan oleh Jepang dalam kasus ini, proses autophagy dimulai. Dalam sel yang mengalami mutasi, proses ini terkadang tidak berhasil. Ilmuwan menyarankan bahwa dalam kasus ini gen yang bertanggung jawab untuk autofag rusak. Akibatnya, Osumi berhasil mematikan berbagai gen DNA ragi, mengamati konsekuensi dari penutupan. Dengan coba-coba, ia berhasil menemukan gen-gen yang tanpanya sel-sel tidak lagi memulai mekanisme "makan sendiri". Ternyata, ada lima belas gen seperti itu dalam genotipe ragi. Bagaimanapun, ini semua yang ditemukan.



Penelitian oleh seorang ilmuwan Jepang telah diakui oleh Caroline Institute, yang menghadirkan Hadiah Nobel, luar biasa. “Penemuan Osumi mampu memberi kita pemahaman tentang bagaimana sel-sel memproses diri mereka sendiri dan bagaimana mereka dibersihkan dari puing-puing protein. Pekerjaan Para ilmuwan telah menemukan arah baru dalam pemahaman autophagy sebagai bagian dari berbagai proses fisiologis, termasuk respon terhadap infeksi dan adaptasi kelaparan, "- kata dalam siaran pers di Karolinska Institute.



Studi oleh Yoshinori Osumi memicu peningkatan pesat dalam penelitian tentang autophagy dan peningkatan yang sesuai dalam jumlah publikasi tentang hal ini. Sejauh mana karya Osumi memiliki pengaruh yang kuat dapat dinilai dengan jadwal yang disajikan di atas.

Source: https://habr.com/ru/post/id398099/