Lokakuun alussa Nobel-komitea tiivisti vuoden 2016 työn eri ihmistoiminnan eniten hyötyneillä alueilla ja nimesi Nobel-palkinnon ehdokkaat.
Voit olla skeptinen tämän palkinnon suhteen niin paljon kuin haluat, epäillä palkittujen valinnan objektiivisuutta, kyseenalaistaa ehdokkuuteen esitettyjen teorioiden ja ansioiden arvon... Kaikki tämä tietysti tapahtuu... No, kerro minulle, mitä arvoa on esimerkiksi Mihail Gorbatšoville vuonna 1990 myönnetyllä rauhanpalkinnolla... tai vastaavalla palkinnolla, joka aiheutti vielä enemmän melua vuonna 2009 amerikkalaiselle Presidentti Barack Obama rauhan puolesta planeetalla 🙂?
Nobelin palkinnot
Ja tämä vuosi 2016 ei ollut ilman kritiikkiä ja keskusteluja uusista palkituista, esimerkiksi maailma hyväksyi epäselvästi kirjallisuuden alan palkinnon, joka meni amerikkalaiselle rock-laulajalle Bob Dylanille hänen runoistaan lauluihin, ja laulaja itse reagoi palkintoon vieläkin epäselvämmin, kun palkintoseremoniaan vasta kaksi viikkoa myöhemmin...
Huolimatta filistealaisten mielipiteestämme tämä korkea palkintoa pidetään arvostetuimpana palkinto tieteellisessä maailmassa, on ollut elossa yli sata vuotta, sillä on satoja palkintoja ja miljoonien dollarien palkintorahasto.
Nobel-säätiö perustettiin vuonna 1900 testamentintekijän kuoleman jälkeen Alfred Nobel- erinomainen ruotsalainen tiedemies, akateemikko, tohtori, dynamiitin keksijä, humanisti, rauhanaktivisti ja niin edelleen...
Venäjä sijoittuu palkittujen listalle 7. sija, on palkintohistoriaa 23 Nobel-palkittua tai 19 palkintotilaisuutta(ryhmiäkin on). Viimeinen venäläinen, joka sai tämän korkean kunnian, oli Vitaly Ginzburg vuonna 2010 hänen löytöistään fysiikan alalla.
Vuoden 2016 palkinnot siis jaetaan, palkinnot jaetaan Tukholmassa, rahaston kokonaiskoko muuttuu koko ajan ja palkinnon koko muuttuu vastaavasti.
Fysiologian tai lääketieteen Nobel-palkinto 2016
Harvat tavalliset ihmiset, jotka ovat kaukana tieteestä, sukeltavat tieteellisten teorioiden ja löytöjen olemukseen, jotka ansaitsevat erityisen tunnustuksen. Ja minä olen yksi heistä :-) . Mutta tänään haluan vain keskittyä hieman tarkemmin yhteen tämän vuoden palkinnoista. Miksi lääketiede ja fysiologia? Kyllä, se on yksinkertaista, yksi blogini intensiivisimmistä osista on "Being Healthy", koska japanilaisten työ kiinnosti minua ja ymmärsin hieman sen olemusta. Uskon, että artikkeli kiinnostaa ihmisiä, jotka noudattavat terveellisiä elämäntapoja.
Eli alan Nobel-palkinnon voittaja fysiologia ja lääketiede vuodelle 2016 tuli 71-vuotias japanilainen mies Yoshinori Ohsumi Yoshinori Ohsumi on molekyylibiologi Tokion teknillisessä yliopistossa. Hänen työnsä aiheena on "Autofagian mekanismien löytäminen".
Autofagia kreikaksi käännettynä "itsesyöminen" tai "itsesyöminen" on mekanismi solun tarpeettomien käytettyjen osien prosessoimiseksi ja kierrättämiseksi, jonka solu itse suorittaa. Yksinkertaisesti sanottuna solu syö itsensä. Autofagia on luontainen kaikille eläville organismeille, myös ihmisille.
Itse prosessi on ollut tiedossa jo pitkään. Tiedemiehen 90-luvulla tekemä tutkimus paljasti ja mahdollisti paitsi yksityiskohtaisen ymmärtämisen autofagiaprosessin merkityksen monille elävän organismin sisällä tapahtuville fysiologisille prosesseille, erityisesti nälkään sopeutumisen, infektioreaktion aikana, mutta myös tunnistaa geenit, jotka käynnistävät tämän prosessin.
Miten kehon puhdistusprosessi tapahtuu? Ja aivan kuten siivoamme roskat kotona, vain automaattisesti: solut pakkaavat kaikki tarpeettomat roskat ja myrkyt erityisiin "säiliöihin" - autofagosomeihin ja siirtävät ne sitten lysosomeihin. Siellä hajoavat tarpeettomat proteiinit ja vaurioituneet solunsisäiset elementit ja vapautuu polttoainetta, jota käytetään solujen ravitsemiseen ja uusien rakentamiseen. Se on niin yksinkertaista!
Mutta mikä tässä tutkimuksessa on mielenkiintoisinta: autofagia alkaa nopeammin ja etenee voimakkaammin tapauksissa, joissa keho kokee stressiä ja erityisesti PAASTON aikana.
Nobel-palkinnon voittajan löytö todistaa: uskonnollinen paasto ja jopa määräajoin rajoitettu nälkä ovat edelleen hyödyllisiä elävälle organismille. Molemmat prosessit stimuloivat autofagiaa, puhdistavat kehoa, keventävät ruoansulatuselimien taakkaa, mikä säästää ennenaikaiselta ikääntymiseltä.
Autofagiaprosessien epäonnistumiset johtavat sairauksiin, kuten Parkinsonin tautiin, diabetekseen ja jopa syöpään. Lääkärit etsivät tapoja torjua niitä lääkkeiden avulla. Tai ehkä sinun ei tarvitse pelätä alistaa kehoasi terveyttä parantavalle paastolle, mikä stimuloi solujen uusiutumisprosesseja? Ainakin silloin tällöin...
Tiedemiehen työ vahvisti jälleen kerran, kuinka hämmästyttävän hienovarainen ja älykäs kehomme on ja kuinka pitkälle kaikkia siinä olevia prosesseja ei tunneta...
Japanilainen tiedemies saa ansaitun kahdeksan miljoonan Ruotsin kruunun (932 tuhatta dollaria) palkinnon yhdessä muiden palkintonsaajien kanssa Tukholmassa 10. joulukuuta, Alfred Nobelin kuolinpäivänä. Ja mielestäni se on ansaittua...
Kiinnostuitko edes vähän? Mitä mieltä olet tällaisista japanilaisten päätelmistä? Tekevätkö ne sinut onnelliseksi?
Nobel-palkinnon historia on hyvin pitkä. Yritän kertoa sen lyhyesti.
Alfred Nobel jätti testamentin, jolla hän vahvisti virallisesti halunsa sijoittaa kaikki säästönsä (noin 33 233 792 Ruotsin kruunua) tieteen kehittämiseen ja tukemiseen. Itse asiassa tämä oli 1900-luvun tärkein katalysaattori, joka vaikutti nykyaikaisten tieteellisten hypoteesien edistämiseen.
Alfred Nobelilla oli suunnitelma, uskomaton suunnitelma, joka tuli tunnetuksi vasta, kun hänen testamenttinsa avattiin tammikuussa 1897. Ensimmäinen osa sisälsi tavanomaiset ohjeet sellaiseen tapaukseen. Mutta näiden kappaleiden jälkeen oli muita, jotka sanoivat:
"Kaikki irtaini ja kiinteä omaisuuteni on testaajieni muutettava likvideiksi varoiksi ja siten kerätty pääoma on sijoitettava luotettavaan pankkiin. Nämä varat kuuluvat rahastoon, joka luovuttaa niistä saamansa tulot vuosittain muodossaan. palkkion niille, jotka kuluneen vuoden aikana ovat vaikuttaneet eniten tieteeseen, kirjallisuuteen tai rauhaan ja joiden toiminta on tuonut eniten hyötyä ihmiskunnalle. Palkinnot kemian ja fysiikan saavutuksista myöntää Ruotsin tiedeakatemia, Palkinto fysiologian ja lääketieteen saavutuksista - Karolinska Institutet, Tukholman Akatemian kirjallisuuspalkinto, Norjan Stortingin nimittämän viisijäsenisen komission rauhanpalkinnon. Viimeinen toiveeni on myös, että palkinnot jaetaan eniten ansioituneille ehdokkaille, olivat he sitten skandinaavisia tai eivät. Pariisi, 27. marraskuuta 1895"
Jotkut organisaatiot valitsevat instituutin ylläpitäjät. Jokainen hallinnon jäsen pidetään luottamuksellisina keskusteluun asti. Hän voi kuulua mihin tahansa kansallisuuteen. Nobel-palkinnon hallinnoijia on kaikkiaan viisitoista, kolme kutakin palkintoa kohden. He nimittävät hallintoneuvoston. Tämän neuvoston puheenjohtajan ja varapuheenjohtajan nimittää Ruotsin kuningas.
Jokainen, joka ehdottaa ehdokkuuttaan, hylätään. Alan ehdokkaan voi asettaa palkinnon aikaisempi voittaja, palkinnon jakamisesta vastaava taho tai palkinnon puolueeton ehdokkaana. Myös akatemioiden, kirjallisten ja tieteellisten yhdistysten, joidenkin kansainvälisten parlamentaaristen järjestöjen presidenteillä, suurissa yliopistoissa työskentelevillä tiedemiehillä ja jopa hallitusten jäsenillä on oikeus asettaa ehdokkaita. Tässä on kuitenkin tarpeen selventää: vain kuuluisat ihmiset ja suuret organisaatiot voivat asettaa ehdokkaansa. On tärkeää, että ehdokkaalla ei ole mitään tekemistä heidän kanssaan.
Nämä organisaatiot, jotka saattavat vaikuttaa liian jäykiltä, ovat erinomainen todiste Nobelin epäluottamuksesta inhimillisiä heikkouksia kohtaan.
Nobelin omaisuus, joka sisälsi omaisuutta yli kolmenkymmenen miljoonan kruunun arvosta, jaettiin kahteen osaan. Ensimmäisestä - 28 miljoonasta kruunusta - tuli palkinnon päärahasto. Jäljellä olevalla rahalla rakennus, jossa se edelleen sijaitsee, ostettiin Nobel-säätiölle, lisäksi näistä rahoista jaettiin varoja kunkin palkinnon organisaatiorahastoihin ja määriin Nobel-säätiöön kuuluvien organisaatioiden kuluihin.
kenelle komitea.
Vuodesta 1958 lähtien Nobel-säätiö on sijoittanut joukkovelkakirjoihin, kiinteistöihin ja osakkeisiin. Ulkomaille sijoittamisessa on tiettyjä rajoituksia. Näiden uudistusten taustalla oli tarve suojella pääomaa inflaatiolta, mikä on selvää, että meidän aikanamme tämä merkitsee paljon.
Katsotaanpa mielenkiintoisia esimerkkejä palkintojen jakamisesta sen historian aikana.
Alexander FLEMING.
Alexander Fleming palkittiin penisilliinin löydöstä ja sen parantavista vaikutuksista erilaisissa tartuntataudeissa. Onnellinen onnettomuus - Flemingin löytö penisilliinistä - oli seurausta niin uskomattomien olosuhteiden yhdistelmästä, että niitä on lähes mahdotonta uskoa, ja lehdistö sai sensaatiomaisen tarinan, joka saattoi vangita jokaisen ihmisen mielikuvituksen. Mielestäni hän antoi korvaamattoman panoksen (kyllä, luulen, että kaikki ovat kanssani samaa mieltä siitä, että Flemingin kaltaisia tiedemiehiä ei koskaan unohdeta, ja heidän löytönsä suojaavat meitä aina näkymättömästi). Me kaikki tiedämme, että penisilliinin roolia lääketieteessä on vaikea yliarvioida. Tämä lääke pelasti monien ihmisten hengen (mukaan lukien sodassa, jossa tuhannet ihmiset kuolivat tartuntataudeista).
Howard W. FLORY. Nobelin fysiologian tai lääketieteen palkinto, 1945
Howard Florey sai palkinnon penisilliinin löydöstä ja sen parantavista vaikutuksista erilaisiin tartuntatauteihin. Flemingin löytämä penisilliini oli kemiallisesti epästabiilia ja sitä voitiin saada vain pieniä määriä. Flory johti lääkkeen tutkimusta. Hän perusti penisilliinin tuotannon Yhdysvaltoihin hankkeelle myönnettyjen valtavien määrärahojen ansiosta.
Ilja MECHNIKOV. Fysiologian tai lääketieteen Nobel-palkinto, 1908
Venäläinen tiedemies Ilja Mechnikov sai palkinnon immuniteettityöstään. Mechnikovin tärkein panos tieteeseen oli luonteeltaan metodologinen: tutkijan tavoitteena oli tutkia "immuniteettia tartuntataudeissa solufysiologian näkökulmasta". Mechnikovin nimi liittyy suosittuun kaupalliseen kefirin valmistusmenetelmään. Tietenkin M:n löytö oli suuri ja erittäin hyödyllinen; teoksillaan hän loi perustan monille myöhemmille löydöille.
Ivan PAVLOV. Nobelin fysiologian tai lääketieteen palkinto, 1904
Ivan Pavlov palkittiin ruuansulatuksen fysiologiasta tehdystä työstä. Ruoansulatusjärjestelmää koskevat kokeet johtivat ehdollisten refleksien löytämiseen. Pavlovin taito kirurgiassa oli vertaansa vailla. Hän oli niin hyvä molemmilla käsillä, ettei koskaan tiennyt, kumpaa kättä hän käyttäisi seuraavaksi.
Camillo GOLGI. Fysiologian tai lääketieteen Nobel-palkinto, 1906
Tunnustuksena hänen työstään hermoston rakenteen parissa, Camillo Golgi sai palkinnon. Golgi luokitteli hermosolujen tyypit ja teki monia löytöjä yksittäisten solujen rakenteesta ja hermostosta kokonaisuutena. Golgi-laitteisto, hermosolujen sisällä kudottujen filamenttien hieno verkosto, tunnistetaan ja sen uskotaan osallistuvan proteiinien muuntamiseen ja erittymiseen. Tämä ainutlaatuinen tiedemies tunnetaan kaikille, jotka ovat tutkineet solujen rakennetta. Mukaan lukien minä ja koko luokkamme.
Georg BEKESHI. Nobelin fysiologian tai lääketieteen palkinto, 1961
Fyysikko Georg Bekesi tutki puhelinten kalvoja, jotka vääristävät äänen tärinää, toisin kuin tärykalvo. Tässä suhteessa hän alkoi tutkia kuuloelinten fyysisiä ominaisuuksia. Luotuaan uudelleen täydellisen kuvan simpukan biomekaniikasta nykyaikaisilla korvakirurgeilla on mahdollisuus implantoida keinotekoiset tärykalvot ja kuuloluun luut. Tämä Bekeshin teos palkittiin. Näistä löydöistä on tulossa erityisen ajankohtaisia meidän aikanamme, jolloin tietotekniikka on kehittynyt uskomattomiin mittoihin ja implantaatio-ongelma on siirtymässä laadullisesti toiselle tasolle. Löytöillään hän teki sen mahdolliseksi monille ihmiset kuulemaan uudelleen.
Emil von BERING. Nobelin fysiologian tai lääketieteen palkinto, 1901
Emil von Behring palkittiin seerumiterapiatyöstään, pääasiassa sen käytöstä kurkkumätän hoidossa, joka avasi uusia polkuja lääketieteessä ja antoi lääkäreiden käsiin voiton aseen sairauksia ja kuolemaa vastaan. Ensimmäisen maailmansodan aikana Beringin kehittämä tetanusrokote pelasti monien saksalaisten sotilaiden hengen, nämä olivat tietysti vain lääketieteen perusteita. Mutta kukaan ei todennäköisesti epäile, että tämä löytö antoi paljon lääketieteen kehitykselle ja koko ihmiskunnalle yleensä. Hänen nimensä jää ikuisesti kaiverretuksi ihmiskunnan historiaan.
George W. BEADLE. Fysiologian tai lääketieteen Nobel-palkinto, 1958
George Beadle sai palkinnon löydöistään koskien geenien roolia tietyissä biokemiallisissa prosesseissa. Kokeet ovat osoittaneet, että tietyt geenit ovat vastuussa tiettyjen soluaineiden synteesistä. George Beadlen ja Edward Tathamin kehittämät laboratoriomenetelmät osoittautuivat hyödyllisiksi lisättäessä penisilliinin farmakologista tuotantoa, joka on erityissienten tuottaman tärkeä aine. Kaikki todennäköisesti tietävät edellä mainitun penisilliinin olemassaolosta ja sen merkityksestä, joten näiden tutkijoiden löydön rooli on korvaamaton nyky-yhteiskunnassa.
Vuonna 2016 Nobel-komitea myönsi fysiologian tai lääketieteen palkinnon japanilaiselle tiedemiehelle Yoshinori Ohsumille autofagian löytämisestä ja sen molekyylimekanismin tulkinnasta. Autofagia on käytettyjen organellien ja proteiinikompleksien prosessointiprosessi, joka on tärkeä paitsi soluhoidon taloudellisen hallinnan, myös solurakenteen uudistumisen kannalta. Tämän prosessin biokemian ja sen geneettisen perustan purkaminen edellyttää mahdollisuutta seurata ja hallita koko prosessia ja sen yksittäisiä vaiheita. Ja tämä antaa tutkijoille selviä perustavanlaatuisia ja soveltavia näkymiä.
Tiede ryntää eteenpäin niin uskomatonta vauhtia, että ei-asiantuntija ei ehdi oivaltaa löydön tärkeyttä, ja siitä on jo myönnetty Nobel-palkinto. Viime vuosisadan 80-luvulla biologian oppikirjoissa solurakennetta käsittelevässä osiossa voitiin oppia muiden organellien ohella lysosomeista - kalvorakkuloista, jotka ovat täynnä entsyymejä. Näiden entsyymien tarkoituksena on hajottaa erilaisia suuria biologisia molekyylejä pienemmiksi lohkoiksi (on huomioitava, että biologian opettajamme ei silloin vielä tiennyt, miksi lysosomeja tarvitaan). Ne löysi Christian de Duve, josta hänelle myönnettiin fysiologian tai lääketieteen Nobel-palkinto vuonna 1974.
Christian de Duve ja hänen kollegansa erottivat lysosomit ja peroksisomit muista soluorganelleista käyttämällä tuolloin uutta menetelmää - sentrifugointia, jonka avulla hiukkaset voidaan lajitella massan mukaan. Lysosomeja käytetään nykyään laajalti lääketieteessä. Esimerkiksi niiden ominaisuudet ovat perusta lääkkeiden kohdistetulle toimittamiselle vaurioituneisiin soluihin ja kudoksiin: lysosomin sisään laitetaan molekyylilääke sen sisällä ja ulkopuolella olevan happamuuseron vuoksi, ja sitten lähetetään erityisillä etiketeillä varustettu lysosomi. vahingoittuneeseen kudokseen.
Lysosomit ovat umpimähkäisiä toimintansa luonteen perusteella - ne hajottavat kaikki molekyylit ja molekyylikompleksit komponenttiosiinsa. Suppeampia "asiantuntijoita" ovat proteasomit, jotka on suunnattu vain proteiinien hajottamiseen (katso: "Elementit", 11.5.2010). Niiden roolia solutaloudessa tuskin voi yliarvioida: ne valvovat vanhentuneita entsyymejä ja tuhoavat niitä tarpeen mukaan. Tämä ajanjakso, kuten tiedämme, on määritelty erittäin tarkasti - täsmälleen niin kauan kuin solu suorittaa tietyn tehtävän. Jos entsyymejä ei tuhota sen valmistumisen jälkeen, meneillään olevaa synteesiä olisi vaikea pysäyttää ajoissa.
Proteasomeja on poikkeuksetta kaikissa soluissa, myös niissä, joissa ei ole lysosomeja. Proteasomien roolia ja niiden biokemiallista mekanismia tutkivat Aaron Ciechanover, Avram Gershko ja Irwin Rose 1970-luvun lopulla ja 1980-luvun alussa. He havaitsivat, että proteasomit tunnistavat ja tuhoavat proteiinit, jotka on merkitty ubikvitiiniproteiinilla. Sitoutumisreaktio ubikvitiinin kanssa maksaa ATP:tä. Vuonna 2004 nämä kolme tutkijaa saivat Nobelin kemian palkinnon ubikitiiniriippuvaisen proteiinien hajoamisen tutkimuksestaan. Vuonna 2010, kun selailin lahjakkaiden englantilaisten lasten koulun opetussuunnitelmaa, näin solurakenteen kuvassa sarjan mustia pisteitä, jotka oli leimattu proteasomeiksi. Tuon koulun opettaja ei kuitenkaan voinut selittää oppilaille, mitä se oli ja mitä varten nämä salaperäiset proteasomit olivat. Kuvan lysosomien kanssa ei ollut enää kysymyksiä.
Jo lysosomien tutkimuksen alussa havaittiin, että osa niistä sisälsi osia soluorganelleista. Tämä tarkoittaa, että lysosomeissa ei vain suuria molekyylejä pureudu osiin, vaan myös itse solun osia. Omien solurakenteiden sulamisprosessia kutsutaan autofagiaksi - eli "itsensä syömiseksi". Miten soluorganellien osat pääsevät lysosomeihin, jotka sisältävät hydrolaaseja? Tätä asiaa alettiin tutkia jo 80-luvulla, joka tutki lysosomien ja autofagosomien rakennetta ja toimintoja nisäkässoluissa. Hän ja hänen kollegansa osoittivat, että autofagosomeja esiintyy massoina soluissa, jos niitä kasvatetaan vähäravinteisessa alustassa. Tässä suhteessa syntyi hypoteesi, että autofagosomeja muodostuu, kun tarvitaan vararavintolähde - proteiineja ja rasvoja, jotka ovat osa ylimääräisiä organelleja. Miten nämä autofagosomit muodostuvat, tarvitaanko niitä lisäravinteen lähteenä tai muihin solutarkoituksiin, miten lysosomit löytävät ne ruoansulatusta varten? Kaikkiin näihin kysymyksiin ei ollut vastauksia 90-luvun alussa.
Ohsumi ryhtyi itsenäiseen tutkimukseen ja keskittyi hiivan autofagosomien tutkimiseen. Hän perusteli, että autofagian on oltava konservoitunut solumekanismi, joten sitä on helpompi tutkia yksinkertaisilla (suhteellisesti) ja kätevillä laboratorioobjekteilla.
Hiivassa autofagosomit sijaitsevat tyhjiöissä ja sitten hajoavat siellä. Niiden hyödyntämisen suorittavat erilaiset proteinaasientsyymit. Jos solun proteinaasit ovat viallisia, autofagosomit kerääntyvät vakuolien sisään eivätkä liukene. Osumi käytti tätä ominaisuutta hyväkseen tuottaakseen hiivaviljelmän, jossa oli lisääntynyt määrä autofagosomeja. Hän kasvatti hiivaviljelmiä huonolla alustalla - tässä tapauksessa autofagosomeja esiintyy runsaasti, ja ne toimittavat ravintovarannon nälkäiselle solulle. Mutta hänen viljelmänsä käyttivät mutanttisoluja, joissa oli toimimattomia proteinaaseja. Joten seurauksena solut keräsivät nopeasti autofagosomien massan vakuoleihin.
Hänen havaintojensa mukaan autofagosomeja ympäröivät yksikerroksiset kalvot, joiden sisällä voi olla monenlaista sisältöä: ribosomeja, mitokondrioita, lipidi- ja glykogeenirakeita. Lisäämällä tai poistamalla proteaasi-inhibiittoreita ei-mutanttisoluviljelmiin on mahdollista lisätä tai vähentää autofagosomien lukumäärää. Joten näissä kokeissa osoitettiin, että nämä solukappaleet pilkkoutuvat proteinaasientsyymeillä.
Hyvin nopeasti, vain vuodessa, Ohsumi tunnisti satunnaismutaatiomenetelmällä 13–15 geeniä (APG1–15) ja vastaavia proteiinituotteita, jotka osallistuivat autofagosomien muodostumiseen (M. Tsukada, Y. Ohsumi, 1993. Isolation and characterisation of autofagiapuutteiset mutantit Saccharomyces cerevisiae). Viallisen proteinaasiaktiivisuuden omaavien solupesäkkeiden joukosta hän valitsi mikroskoopilla ne, jotka eivät sisältäneet autofagosomeja. Sitten hän sai selville viljelemällä niitä erikseen, mitkä geenit niissä oli vahingoittuneet. Hänen ryhmänsä kesti vielä viisi vuotta selvittää, ensimmäiseksi likimääräiseksi, näiden geenien molekyylimekanismin.
Oli mahdollista selvittää, miten tämä kaskadi toimii, missä järjestyksessä ja miten nämä proteiinit sitoutuvat toisiinsa niin, että tuloksena on autofagosomi. Vuoteen 2000 mennessä kuva kalvon muodostumisesta vaurioituneiden organellien ympärille, jotka on kierrätettävä, selkiytyi. Yksittäinen lipidikalvo alkaa venyä näiden organellien ympärillä ja ympäröi niitä vähitellen, kunnes kalvon päät tulevat lähelle toisiaan ja sulautuvat muodostaen autofagosomin kaksoiskalvon. Tämä vesikkeli kuljetetaan sitten lysosomiin ja sulautuu sen kanssa.
Kalvon muodostumisprosessissa käytetään APG-proteiineja, joiden analogeja Yoshinori Ohsumi ja hänen kollegansa löysivät nisäkkäistä.
Ohsumin työn ansiosta näimme koko autofagian prosessin dynamiikassa. Osumin tutkimuksen lähtökohtana oli yksinkertainen tosiasia salaperäisten pienten kappaleiden läsnäolosta soluissa. Nyt tutkijoilla on mahdollisuus, vaikkakin hypoteettinen, hallita koko autofagian prosessia.
Autofagia on välttämätön solun normaalille toiminnalle, sillä solun on kyettävä uudistamaan biokemiallisen ja arkkitehtonisen taloutensa lisäksi myös tarpeettomia asioita. Solussa on tuhansia kuluneita ribosomeja ja mitokondrioita, kalvoproteiineja, käytettyjä molekyylikomplekseja – ne kaikki on prosessoitava taloudellisesti ja laitettava takaisin kiertoon. Tämä on eräänlaista solujen kierrätystä. Tämä prosessi ei ainoastaan tarjoa tiettyä säästöä, vaan myös estää solun nopean ikääntymisen. Ihmisen solujen autofagian heikkeneminen johtaa Parkinsonin taudin, tyypin II diabeteksen, syövän ja joidenkin vanhuudelle tyypillisten häiriöiden kehittymiseen. Solujen autofagian prosessin hallinnassa on ilmeisesti valtavia näkymiä sekä pohjimmiltaan että sovelluksissa.
Vuonna 2017 lääketieteen Nobel-palkinnon saajat löysivät biologisen kellon mekanismin, joka vaikuttaa suoraan kehon terveyteen. Tiedemiehet eivät vain onnistuneet selittämään, kuinka kaikki tapahtuu, vaan myös osoittaneet, että näiden rytmien toistuva häiriintyminen lisää sairauden riskiä.
Tänään sivusto ei kerro vain tästä tärkeästä löydöstä, vaan muistaa myös muita tiedemiehiä, joiden lääketieteelliset löydöt käänsivät maailman ylösalaisin. Jos et ollut aiemmin kiinnostunut Nobel-palkinnosta, ymmärrät tänään, kuinka sen löydöt vaikuttivat elämäsi laatuun!
Vuoden 2017 lääketieteen Nobelin palkinnon saajat – mitä he löysivät?
Jeffrey Hall, Michael Rosbash ja Michael Young pystyivät selittämään biologisen kellon mekanismin. Ryhmä tutkijoita selvitti tarkalleen, kuinka kasvit, eläimet ja ihmiset sopeutuvat yön ja päivän syklisiin muutoksiin.
Kävi ilmi, että niin sanottuja vuorokausirytmejä säätelevät jaksogeenit. Yöllä ne koodaavat proteiineja soluissa, jotka kuluvat loppuun päivän aikana.
Biologinen kello on vastuussa useista kehon prosesseista - hormonitasoista, aineenvaihduntaprosesseista, unesta ja kehon lämpötilasta. Jos ulkoinen ympäristö ei vastaa sisäisiä rytmejä, koemme hyvinvoinnin heikkenemistä. Jos näin tapahtuu usein, sairauden riski kasvaa.
Biologinen kello vaikuttaa suoraan kehon toimintaan. Jos niiden rytmi ei ole sama kuin nykyinen ympäristö, niin olo ei vain huonone, vaan myös tiettyjen sairauksien riski kasvaa.
Lääketieteen Nobel-palkinnon saajat: 10 tärkeintä löytöä
Lääketieteelliset löydöt eivät vain anna tutkijoille uutta tietoa, vaan ne auttavat parantamaan ihmisen elämää, ylläpitämään terveyttä ja voittamaan sairauksia ja epidemioita. Nobel-palkintoa on jaettu vuodesta 1901 lähtien – ja yli vuosisadan aikana on tehty monia löytöjä. Palkintosivustolta löydät eräänlaisen luokituksen tutkijoiden persoonallisuuksista ja heidän tieteellisten töidensä tuloksista. Tietenkään ei voida sanoa, että yksi lääketieteellinen löytö olisi vähemmän tärkeä kuin toinen.
1. Francis Crick- Tämä brittitieteilijä sai palkinnon vuonna 1962 yksityiskohtaisesta tutkimuksestaan DNA:n rakenteet. Hän pystyi myös paljastamaan nukleiinihappojen merkityksen tiedon siirtämisessä sukupolvelta toiselle.
3. Karl Landsteiner- immunologi, joka havaitsi vuonna 1930, että ihmiskunnalla on useita verityyppejä. Tämä teki verensiirrosta turvallisen ja yleisen käytännön lääketieteessä ja pelasti monien ihmisten hengen.
4. Tu Youyou- Tämä nainen sai vuonna 2015 palkinnon uusien, tehokkaampien hoitojen kehittämisestä malaria. Hän löysi lääkkeen, joka on valmistettu koiruohosta. Muuten, Tu Youyousta tuli ensimmäinen nainen Kiinassa, joka sai lääketieteen Nobelin.
5. Severo Ochoa- hän sai Nobel-palkinnon DNA:n ja RNA:n biologisen synteesin mekanismien löytämisestä. Tämä tapahtui vuonna 1959.
6. Yoshinori Ohsumi- nämä tutkijat löysivät autofagian mekanismit. Japanilaiset saivat palkinnon vuonna 2016.
7. Robert Koch- luultavasti yksi kuuluisimmista Nobel-palkinnon saajista. Tämä mikrobiologi löysi tuberkuloosibasillin, Vibrio choleraen ja pernaruton vuonna 1905. Löytö mahdollisti taistelun näitä vaarallisia sairauksia vastaan, joista monet kuolivat joka vuosi.
8. James Dewey- Amerikkalainen biologi, joka yhteistyössä kahden kollegansa kanssa löysi DNG:n rakenteen. Tämä tapahtui vuonna 1952.
9. Ivan Pavlov- ensimmäinen Venäjän palkittu, erinomainen fysiologi, joka sai vuonna 1904 palkinnon vallankumouksellisesta työstään ruoansulatuksen fysiologiassa.
10. Alexander Fleming- Tämä erinomainen bakteriologi Iso-Britanniasta löysi penisilliinin. Tämä tapahtui vuonna 1945 - ja muutti radikaalisti historian kulkua.
Jokainen näistä erinomaisista ihmisistä osallistui lääketieteen kehitykseen. Sitä ei ehkä voi mitata aineellisella hyödyllä tai arvonimien myöntämisellä. Nämä Nobel-palkinnon saajat jäävät kuitenkin löytöjensä ansiosta ikuisesti ihmiskunnan historiaan!
Ivan Pavlov, Robert Koch, Ronald Ross ja muut tiedemiehet - he kaikki tekivät tärkeitä löytöjä lääketieteen alalla, jotka auttoivat pelastamaan monien ihmisten hengen. Heidän työnsä ansiosta meillä on nyt mahdollisuus saada todellista apua sairaaloissa ja klinikoilla, emme kärsi epidemioista ja osaamme hoitaa erilaisia vaarallisia sairauksia.
Lääketieteen Nobel-palkinnon saajat ovat erinomaisia ihmisiä, joiden löydöt auttoivat pelastamaan satoja tuhansia ihmishenkiä. Heidän ponnistelunsa ansiosta meillä on nyt mahdollisuus hoitaa monimutkaisimpiakin sairauksia. Lääketieteen taso on noussut merkittävästi vain yhden vuosisadan aikana, jonka aikana tapahtui ainakin tusina ihmiskunnalle tärkeää löytöä. Jokainen palkinnon saajaksi ehdolla oleva tiedemies ansaitsee kuitenkin jo kunnioituksen. Tällaisten ihmisten ansiosta voimme pysyä terveinä ja täynnä voimia pitkään! Ja kuinka monia tärkeitä löytöjä on vielä edessämme!
Vuonna 2018 fysiologian tai lääketieteen Nobel-palkinnon voitti kaksi tiedemiestä eri puolilta maailmaa - James Ellison Yhdysvalloista ja Tasuku Honjo Japanista - jotka löysivät ja tutkivat itsenäisesti saman ilmiön. He löysivät kaksi erilaista tarkistuspistettä - mekanismeja, joilla keho tukahduttaa T-lymfosyyttien, tappaja-immuunisolujen, toimintaa. Jos nämä mekanismit estetään, T-lymfosyytit "vapautetaan" ja lähetetään taistelemaan syöpäsoluja vastaan. Tätä kutsutaan syövän immunoterapiaksi, ja sitä on käytetty klinikoilla useita vuosia.
Nobel-komitea rakastaa immunologeja: ainakin joka kymmenes fysiologian tai lääketieteen palkinto myönnetään teoreettisesta immunologisesta työstä. Samana vuonna alettiin puhua käytännön saavutuksista. Vuoden 2018 Nobel-palkitut eivät olleet niinkään huomionarvoisia teoreettisista löytöistään, vaan näiden löytöjen seurauksista, jotka ovat auttaneet syöpäpotilaita taistelussa kasvaimia vastaan jo kuuden vuoden ajan.
Immuunijärjestelmän vuorovaikutuksen yleinen periaate kasvainten kanssa on seuraava. Mutaatioiden seurauksena kasvainsolut tuottavat proteiineja, jotka eroavat "normaaleista" proteiineista, joihin keho on tottunut. Siksi T-solut reagoivat niihin ikään kuin ne olisivat vieraita esineitä. Tässä heitä auttavat dendriittisolut - vakoojasolut, jotka ryömivät kehon kudosten läpi (löydöstään heille muuten myönnettiin Nobel-palkinto vuonna 2011). Ne imevät kaikki ohi kelluvat proteiinit, hajottavat ne ja näyttävät tuloksena saadut palaset pinnaltaan osana MHC II -proteiinikompleksia (päähittonaisten yhteensopivuuskompleksi, katso lisätietoja: tammat määrittävät, tulevatko raskaaksi vai eivät, naapurinsa suuri histoyhteensopivuuskompleksi, "Elements", 15.1.2018). Tällaisilla matkatavaroilla dendriittisolut lähetetään lähimpään imusolmukkeeseen, jossa ne näyttävät (estelevät) nämä siepattujen proteiinien palaset T-lymfosyyteille. Jos tappaja-T-solu (sytotoksinen lymfosyytti tai tappajalymfosyytti) tunnistaa nämä antigeeniproteiinit reseptorillaan, se aktivoituu ja alkaa lisääntyä muodostaen klooneja. Sitten kloonisolut leviävät ympäri kehoa etsimään kohdesoluja. Jokaisen kehon solun pinnalla on MHC I -proteiinikomplekseja, joissa roikkuu solunsisäisten proteiinien palasia. Tappaja-T-solu etsii MHC I -molekyyliä kohdeantigeenin kanssa, jonka se voi tunnistaa reseptoristaan. Ja heti kun tunnistaminen on tapahtunut, tappaja-T-solu tappaa kohdesolun tekemällä reikiä sen kalvoon ja käynnistämällä siihen apoptoosin (kuolemaohjelman).
Mutta tämä mekanismi ei aina toimi tehokkaasti. Kasvain on heterogeeninen solujärjestelmä, joka käyttää erilaisia tapoja kiertää immuunijärjestelmää (lue yhdestä äskettäin löydetyistä menetelmistä uutisissa Syöpäsolut lisäävät monimuotoisuuttaan yhdistymällä immuunisolujen kanssa, ”Elementit”, 14.09. 2018). Jotkut kasvainsolut piilottavat MHC-proteiineja pinnaltaan, toiset tuhoavat viallisia proteiineja ja toiset erittävät aineita, jotka heikentävät immuunijärjestelmää. Ja mitä "vihaisempi" kasvain on, sitä vähemmän mahdollisuuksia immuunijärjestelmällä on selviytyä siitä.
Klassiset menetelmät tuumorin torjumiseksi sisältävät erilaisia tapoja tappaa sen solut. Mutta kuinka erottaa kasvainsolut terveistä? Tyypillisesti käytetyt kriteerit ovat "aktiivinen jakautuminen" (syöpäsolut jakautuvat paljon voimakkaammin kuin useimmat terveet solut kehossa, ja tähän kohdistetaan sädehoito, joka vahingoittaa DNA:ta ja estää jakautumisen) tai "resistenssi apoptoosille" (kemoterapia auttaa torjumaan Tämä). Tämä hoito vaikuttaa moniin terveisiin soluihin, kuten kantasoluihin, eikä se vaikuta inaktiivisiin syöpäsoluihin, kuten lepotilassa oleviin soluihin (katso: , "Elementit", 10.6.2016). Siksi nyt he usein luottavat immunoterapiaan eli potilaan oman immuniteetin aktivoimiseen, koska immuunijärjestelmä erottaa kasvainsolun terveestä paremmin kuin ulkoiset lääkkeet. Voit aktivoida immuunijärjestelmääsi monin eri tavoin. Voit esimerkiksi ottaa osan kasvaimesta, kehittää vasta-aineita sen proteiineille ja viedä ne elimistöön, jotta immuunijärjestelmä näkee kasvaimen paremmin. Tai ota immuunisoluja ja "kouluta" ne tunnistamaan tiettyjä proteiineja. Mutta tänä vuonna Nobel-palkinto myönnetään täysin erilaisesta mekanismista - tappaja-T-solujen tukosten poistamisesta.
Kun tämä tarina alkoi, kukaan ei ajatellut immunoterapiaa. Tutkijat ovat yrittäneet selvittää T-solujen ja dendriittisolujen välisen vuorovaikutuksen periaatetta. Tarkemmin tarkasteltuna käy ilmi, ettei vain MHC II antigeeniproteiinin ja T-solureseptorin kanssa ole mukana niiden "kommunikaatiossa". Niiden vieressä solujen pinnalla on muita molekyylejä, jotka myös osallistuvat vuorovaikutukseen. Tätä koko rakennetta - monia proteiineja kalvoilla, jotka liittyvät toisiinsa kahden solun kohtaamisen yhteydessä - kutsutaan immuunisynapsiksi (katso Immunologinen synapsi). Tämä synapsi sisältää esimerkiksi kostimulatorisia molekyylejä (katso Yhteisstimulaatio) - samoja, jotka lähettävät signaalin T-tappajille aktivoitumaan ja lähtemään etsimään vihollista. Ne löydettiin ensin: CD28-reseptori T-solun pinnalla ja sen ligandi B7 (CD80) dendriittisolun pinnalla (kuvio 4).
James Ellison ja Tasuku Honjo löysivät itsenäisesti kaksi muuta mahdollista immuunisynapsin komponenttia - kaksi estävää molekyyliä. Ellison työskenteli vuonna 1987 löydetyn CTLA-4-molekyylin parissa (sytotoksinen T-lymfosyyttiantigeeni-4, katso: J.-F. Brunet et ai., 1987. Immunoglobuliinien superperheen uusi jäsen - CTLA-4). Alun perin sen ajateltiin olevan toinen kostimulaattori, koska se ilmestyi vain aktivoiduille T-soluille. Ellisonin ansio on, että hän ehdotti päinvastaista: CTLA-4 näkyy aktivoiduissa soluissa nimenomaan, jotta ne voidaan pysäyttää! (M. F. Krummel, J. P. Allison, 1995. CD28:lla ja CTLA-4:llä on vastakkaiset vaikutukset T-solujen vasteeseen stimulaatioon). Lisäksi kävi ilmi, että CTLA-4 on rakenteeltaan samanlainen kuin CD28 ja voi myös sitoutua B7:ään dendriittisolujen pinnalla ja jopa vahvemmin kuin CD28. Toisin sanoen jokaisessa aktivoidussa T-solussa on estävä molekyyli, joka kilpailee aktivoivan molekyylin kanssa signaalin vastaanottamisesta. Ja koska immuunisynapsissa on monia molekyylejä, tulos määräytyy signaalien suhteen - kuinka monta CD28- ja CTLA-4-molekyyliä pystyi ottamaan yhteyttä B7:ään. Tästä riippuen T-solu joko jatkaa toimintaansa tai jäätyy eikä voi hyökätä kenenkään kimppuun.
Tasuku Honjo löysi toisen molekyylin T-solujen pinnalta - PD-1:n (sen nimi on lyhenne sanoista ohjelmoitu kuolema), joka sitoutuu dendriittisolujen pinnalla olevaan ligandiin PD-L1 (Y. Ishida et ai., 1992. Indusoitu PD-1:n, immunoglobuliinigeenien superperheen uuden jäsenen, ilmentyminen ohjelmoidun solukuoleman jälkeen). Kävi ilmi, että hiirillä PD-1-geenin poisto (jolta puuttuu vastaava proteiini) kehittyy jotain samanlaista kuin systeeminen lupus erythematosus. Se on autoimmuunisairaus, joka on tila, jossa immuunisolut hyökkäävät kehon normaaleihin molekyyleihin. Siksi Honjo päätteli, että PD-1 toimii myös estäjänä, joka hillitsee autoimmuuniaggressiota (kuva 5). Tämä on toinen ilmentymä tärkeästä biologisesta periaatteesta: aina kun fysiologinen prosessi alkaa, päinvastainen (esimerkiksi veren hyytymis- ja antikoagulaatiojärjestelmät) käynnistetään rinnakkain, jotta vältetään "suunnitelman liiallinen toteutuminen", mikä voi olla haitallista keholle.
Molempia estäviä molekyylejä - CTLA-4 ja PD-1 - ja niitä vastaavia signalointireittejä kutsuttiin immuunitarkistuspisteiksi. tarkistuspiste- tarkistuspiste, katso Immuunitarkastuspiste). Ilmeisesti tämä on analogia solusyklin tarkistuspisteiden kanssa (katso solusyklin tarkistuspiste) - hetkiä, jolloin solu "tekee päätöksen", voiko se jatkaa jakautumista edelleen vai ovatko jotkin sen komponentit merkittävästi vaurioituneet.
Mutta tarina ei päättynyt tähän. Molemmat tutkijat päättivät löytää käytön vasta löydetyille molekyyleille. Heidän ideansa oli, että ne voisivat aktivoida immuunisoluja, jos ne estäisivät salpaajat. On totta, että autoimmuunireaktiot ovat väistämättä sivuvaikutuksia (kuten nyt tapahtuu potilailla, joita hoidetaan tarkistuspisteen estäjillä), mutta tämä auttaa voittamaan kasvaimen. Tutkijat ehdottivat salpaajien estämistä vasta-aineilla: sitoutumalla CTLA-4:ään ja PD-1:een ne sulkevat ne mekaanisesti ja estävät niitä vuorovaikuttamasta B7:n ja PD-L1:n kanssa, kun taas T-solu ei vastaanota estäviä signaaleja (kuvio 6).
Tarkistuspisteiden löytämisen ja estäjiin perustuvien lääkkeiden hyväksymisen välillä on kulunut vähintään 15 vuotta. Tällä hetkellä käytetään kuutta tällaista lääkettä: yksi CTLA-4-salpaaja ja viisi PD-1-salpaajaa. Miksi PD-1-salpaajat menestyivät paremmin? Tosiasia on, että monet kasvainsolut kantavat pinnallaan myös PD-L1:tä T-solujen toiminnan estämiseksi. Siten CTLA-4 aktivoi tappaja-T-soluja yleensä, kun taas PD-L1 vaikuttaa tarkemmin kasvaimiin. Ja PD-1-salpaajilla on hieman vähemmän komplikaatioita.
Nykyaikaiset immunoterapian menetelmät eivät valitettavasti ole vielä ihmelääke. Ensinnäkin tarkistuspisteen estäjät eivät vieläkään takaa 100 %:n potilaan eloonjäämistä. Toiseksi ne eivät vaikuta kaikkiin kasvaimiin. Kolmanneksi niiden tehokkuus riippuu potilaan genotyypistä: mitä monimuotoisemmat hänen MHC-molekyylinsä ovat, sitä suurempi on onnistumisen mahdollisuus (MHC-proteiinien monimuotoisuudesta, katso: Histoyhteensopivuusproteiinien monimuotoisuus lisää lisääntymismenestystä urosparuilla ja vähentää sitä naarailla. Elements”, 29.08.2018). Siitä huolimatta siitä tuli kaunis tarina siitä, kuinka teoreettinen löytö muuttaa ensin ymmärrystämme immuunisolujen vuorovaikutuksesta ja synnyttää sitten lääkkeitä, joita voidaan käyttää klinikalla.
Ja Nobel-palkinnon saajilla on vielä tehtävää. Tarkkoja mekanismeja, kuinka tarkistuspisteestäjät toimivat, ei vielä täysin tunneta. Esimerkiksi CTLA-4:n tapauksessa on edelleen epäselvää, minkä solujen kanssa estävä lääke on vuorovaikutuksessa: itse T-tappajasolujen kanssa vai dendriittisolujen kanssa tai jopa T-säätelysolujen kanssa - T-lymfosyyttien populaation kanssa. vastuussa immuunivasteen tukahduttamisesta. Siksi tämä tarina on itse asiassa vielä kaukana ohi.
Polina Loseva
