Yoshinori Ohsumi (κυτταρικός βιολόγος, Νόμπελ Ιατρικής 2016): “Ακόμα και τώρα έχουμε περισσότερα ερωτήματα απ΄ότι όταν άρχισα”

 

Tο βραβείο Νόμπελ Ιατρικής και Φυσιολογίας 2016  έλαβε ο κυτταρικός βιολόγος Yoshinori Ohsumi από το Ινστιτούτο Τεχνολογίας του Τόκιο για το έργο του σχετικά με την αυτοφαγία, μια μέθοδο για την κατάρριψη και ανακύκλωση μεγάλων κομματιών κυτταρικών “σκουπιδιών”, όπως είναι οι συστάδες των κατεστραμμένων πρωτεϊνών ή τα φθαρμένα οργανίδια.


Η διατήρηση αυτού του μηχανισμού ανακύκλωσης σε καλή λειτουργική κατάσταση είναι ζωτικής σημασίας για την υγεία των κυττάρων. Όταν δεν γίνεται αρκετή ανακύκλωση τα κυτταρικά “σκουπίδια” που δημιουργούνται μπορούν να οδηγήσουν σε νευρολογικές ασθένειες όπως η νόσος Αλτσχάιμερ και του Πάρκινσον.Η υπερβολική ανακύκλωση, από την άλλη πλευρά, έχει συνδεθεί με τον καρκίνο.

“Είναι τόσο συναρπαστικό που ο Ohsumi έχει λάβει το βραβείο Νόμπελ, το οποίο αναμφίβολα άξιζε”, λέει η βιολόγος Jennifer Lippincott-Schwartz από το Howard Hughes Medical Institute’s Janelia Research Campus in Ashburn, Va.. “Αυτός καθόρισε το πλαίσιο για ένα ολόκληρο νέο πεδίο στην κυτταρική βιολογία.”

Οι ανακαλύψεις του Ohsumi βοήθησαν να αποκαλυφθεί ο μηχανισμός και η σημασία μιας θεμελιώδους φυσιολογικής διαδικασίας, δήλωσε  η βιολόγος Maria Masucci του Ινστιτούτου Καρολίνσκα στη Σουηδία, σε συνέντευξη Τύπου στις 3 Οκτωβρίου. «Υπάρχει αυξανόμενη ελπίδα ότι αυτή η γνώση θα οδηγήσει στην ανάπτυξη νέων στρατηγικών για την θεραπεία πολλών ανθρώπινων ασθενειών. “

Οι επιστήμονες πήραν την πρώτη τους γεύση σχετικά με την αυτοφαγία στη δεκαετία του 1960, λίγο μετά την ανακάλυψη του λυσοσώματος, μιας σακούλας στο εσωτερικό των κυττάρων μέσω της οποία γίνεται η αποδομή απορριμμάτων, λιπών, πρωτεϊνών και των σακχάρων στα βασικά δομικά στοιχεία τους. (Με αυτή την ανακάλυψη κέρδισε ο Βέλγος επιστήμονας Christian de Duve ένα μερίδιο του βραβείου Νόμπελ το 1974.) 

Οι ερευνητές είχαν παρατηρήσει λυσοσώματα γεμάτα με μεγάλα κομμάτια του κυτταρικού υλικού – όπως και το μεγαλύτερο μέρος των αποβλήτων του κυτταρικού κόσμου – καθώς και μια άλλη, μυστηριώδη “θήκη” που μεταφέρει τα απόβλητα στο λυσόσωμα.

Κατά κάποιο τρόπο, το κύτταρο είχε επινοήσει έναν τρόπο για να καταναλώνει μεγάλα τμήματα του εαυτού του. Ο De Duve αποκάλεσε αυτήν τη διαδικασία αυτοφαγία , από τις ελληνικές λέξεις “αυτό” και “τρώω”. Όμως, κατά τη διάρκεια των επόμενων 30 ετών, λίγα έγιναν γνωστά σχετικά με τη διαδικασία.

“Ο μηχανισμός ήταν άγνωστος, και πώς το σύστημα δούλευε ήταν άγνωστο, και αν είχε ή δεν είχε εμπλακεί σε νόσο ήταν επίσης άγνωστο», δήλωσε ο φυσιολόγος Juleen Zierath, επίσης του Ινστιτούτου Καρολίνσκα, στη συνέντευξή του μετά την ανακοίνωση του βραβείου.

Όλα αυτά άλλαξαν τη δεκαετία του 1990, όταν ο Ohsumi αποφάσισε να μελετήσει την αυτοφαγία σε ένα μονοκύτταρο οργανισμό που ονομάζεται ζυμομύκητας, μικρόβιο γνωστό για την παρασκευή ψωμιού. Η διαδικασία ήταν δύσκολο να “πιαστεί” στη δράση, εν μέρει επειδή συνέβαινε τόσο γρήγορα. Έτσι ο Ohsumi άρχισε να εκτρέφει ειδικά στελέχη του ζυμομύκητα που δεν μπορούσαν να διασπάσουν τις πρωτεΐνες εκεί όπου γίνεται η διάσπαση των κυτταρικών “σκουπιδιών” (δηλαδή στα κενοτόπια του ζυμομύκητα).
“Αυτός αιτιολόγησε ότι αν μπορούσε να σταματήσει τη διαδικασία της υποβάθμισης, θα μπορούσε να δει μια συσσώρευση των μηχανισμών αυτοφαγίας σε αυτά τα κύτταρα,” είπε ο Zierath.

Και αυτό είναι ακριβώς ό,τι είδε ο Ohsumi.
 Όταν πέθαναν τα κύτταρα του ζυμομύκητα, ο μηχανισμός αυτοφάγωσης μπήκε σε εφαρμογή (προφανώς για να αρπάξει τροφή για τα κύτταρα). Αλλά επειδή η διάσπαση των “σκουπιδιών” ήταν ελαττωματική, οι μηχανισμοί είχαν συσσωρευτεί στα κενοτόπια, που πρήστηκαν σαν μπαλόνια γεμισμένα με άμμο. Ο Ohsumi μπορούσε να δει τη διόγκωση και τις “σακούλες” σαφώς κάτω από ένα οπτικό μικροσκόπιο. Έχει εκδώσει το έργο του σε χαρτί το 1992 στο περιοδικό Journal of Cell Biology.

Η εύρεση των μηχανισμών αυτοφαγίας επέτρεψε στον Ohsumi να τη μελετήσει λεπτομερώς.Ένα χρόνο αργότερα, ανακάλυψε 15 γονίδια που απαιτούνται για να λειτουργήσουν οι μηχανισμοί. Στα χρόνια που ακολούθησαν, o Ohsumi και άλλοι επιστήμονες εξέτασαν τις πρωτεΐνες που κωδικοποιούνται από αυτά τα γονίδια και άρχισε να καταλαβαίνει πώς τα “αυτοφαγο-σώματα” ήρθαν μαζί, και στη συνέχεια συγχωνεύτηκαν με το λυσόσωμα.
Το έργο αποκάλυψε κάτι νέο για τα “κέντρα σκουπιδιών” του κυττάρου, είπε ο Zierath. “Πριν ο Ohsumi έρθει στη σκηνή, οι άνθρωποι καταλάβαιναν ότι η χωματερή ήταν μέσα στο κύτταρο”, είπε. “Αλλά αυτό που έδειξε ήταν ότι δεν ήταν μια χωματερή. Ήταν ένα εργοστάσιο ανακύκλωσης.”

Αργότερα, ο Ohsumi και οι συνεργάτες του μελέτησαν την αυτοφαγία στα κύτταρα των θηλαστικών και συνειδητοποίησαν ότι η διαδικασία διαδραμάτισε καθοριστικό ρόλο συντήρησης σε όλα τα είδη των κυττάρων, χωρίς να χαλάσει υλικά για επαναχρησιμοποίηση.
Ο Ohsumi “βρήκε ένα μονοπάτι που έχει τους ομολόγους του σε όλα τα κύτταρα που έχουν πυρήνα”, λέει ο βραβευμένος με Νόμπελ το 2013 Randy Schekman, βιολόγος στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Μπέρκλεϊ. “Σχεδόν κάθε γωνία του κυττάρου αγγίζεται από τη διαδικασία αυτοφαγίας.”

Από τις του ανακαλύψεις Ohsumi, η έρευνα για την αυτοφαγία έχει εκραγεί, λέει ο Lippincott-Schwartz. “Είναι ένα εκπληκτικό σύστημα που κάθε χρόνο γίνεται όλο και πιο συναρπαστικό.”

Ο Ohsumi, στα 71 του, παραμένει ενεργός ερευνητής σήμερα. Έλαβε την κλήση από την επιτροπή Νόμπελ στο εργαστήριό του στην Ιαπωνία. Το βραβείο περιλαμβάνει ένα βραβείο από 8 εκατομμύρια σουηδικές κορώνες (που ισοδυναμεί με περίπου $ 934.000). Σχετικά με το έργο του, είπε: “Ήταν τυχερός. Ο ζυμομύκητας ήταν ένα πολύ καλό σύστημα και η αυτοφαγία ήταν ένα πολύ καλό θέμα.”

Ακόμα, πρόσθεσε σε μια συνέντευξη με έναν εκπρόσωπο Νόμπελ, έχουμε τόσες πολλές ερωτήσεις. Ακόμα και τώρα έχουμε περισσότερα ερωτήματα απ΄οτι όταν άρχισα.



ΠΗΓΗ: http://www.lecturesbureau.gr/1/ohsumi-nobel-2016/