Z jesenjo se začnejo kopičiti novice... Drugi teden oktobra razglasijo Nobelove nagrajence za medicino in za kemijo, kar je za (molekularne) biologe vedno zanimivo.
V ponedeljek ob pol poldne so razglasili nagrajenca za področje medicine oziroma fiziologije. Ko sem ob 14h začel predavati Tehnologijo DNA prvemu letniku magistrskega študija biokemije, sem lahko že poročal o tem, kdo sta nagrajenca in kaj sta odkrila - dober občutek, da so predavanja lahko res aktualna.
Letošnja nagrajenca sta John Gourdon in Šinja Jamanaka, ki sta odkrila, da je mogoče odrasle (diferencirane) celice povrniti v stanje izvornih celic, ki se lahko razvijejo v številne tipe celic. Postopek imenujemo reprogramiranje. Naj povem še nekoliko bolj na široko: celice pri nas, večceličarjih z različnimi tkivi, pogosto niso prav dolgožive. Ko se obnavljajo, pa se najpogosteje ne s tem, da se neka zrela celica (na primer celica črevesnih resic) preprosto deli, potem pa ena odmre, druga pa preživi, pač pa nove celice nastajajo tako, da se delijo celice, ki še niso dokončno oblikovane in šele postopno dobijo končno obliko in funkcijo. Pravimo, da se celica diferencira in splošno mnenje je bilo, da je ta proces enosmeren. Predhodnice črevesnih celic se delijo in nastale celice lahko zorijo samo v črevesne celice. Ko pa se zarodek šele razvija in je velik vsega sto ali dvesto celic, pa te še niso tako ozko usmerjene. Iz teh celic lahko nastanejo številni tipi celic. Pravimo, da so celice pluripotentne, zmožne razvoja v številne različne celice.
Raziskovalca, ki bosta dobila letošnjo Nobelovo nagrado, pa sta odkrila, da proces zorenja celic ni enosmeren, pač pa je mogoče zrele celice dediferencirati, celo tako daleč, da postanejo pluripotentne. Iz zrele črevesne celice je mogoče dobiti inducirano pluripotentno celico, iz te pa številne različne tipe celice. Iz ene zrele celice lahko dobimo skoraj katerokoli celico, kar je dobra novica za tiste, ki poskušajo pozdraviti poškodbe tkiv in okvare organov s tem, da bi jih nadomestili z novimi celicami, vzgojenimi v laboratoriju.
John Gourdon, ki je 2. oktobra dopolnil 79 let, je bil podpovprečen dijak, nato pa je študiral zoologijo. Najprej je raziskovalno delal v Oxfordu, od leta 1971 pa je v Cambridgeu. Leta 1958 mu je uspelo klonirati žabo iz jedra somatske (pomeni: ne spolne) celice žabjega paglavca. To je bila osnova za kasnejši razvoj postopka jedrnega kloniranja. V zadnjem času se je ukvarjal z reprogramiranjem celičnih jeder, pri čemer je pomembno, da z DNA odstranijo metilne skupine (epigenetsko reprogramiranje).
Šinja Jamanaka (angleški prepis je Shinya Yamanaka) je star 50 let. Končal je študij medicine, zadnja leta pa predava in raziskuje na Univerzi v Kjotu na Japonskem. Na začetku se je ukvarjal z ortopedsko kirurgiijo, znan pa je seveda predvsem po raziskavah, ki so mu prinesle Nobelovo nagrado. Začel je z mišjimi fibroblasti (vezivnimi celicami) ter nadaljeval s človeškimi, ki jih je genetsko spremenil tako, da so začeli proizvajati 4 transkripcijske faktorje, s čimer so se zrele celice spremenile v pluripotentne.
Odkritja, povezana z reprogramiranjem celic, so bila v ospredju bioloških raziskav že precej let, najhitreje pa so se vrstila med leti 2005 in 2007. O tem sem tudi precej pisal: Do izvornih celic z reprogramiranjem (2007), Izvorne celice s pomočjo adenovirusov (2008), Pluripotentnost s pomočjo transpozonov (2009), Od iPSa do piPSa (2009), Samo še en protein do izvornih celic (2009), Reprogramirane celice: ne čisto reprogramirane (2011). Zato tokrat o tem področju raziskav ne bom pisal podrobneje.
Danes pa so razglasili še nagrajenca za področje kemije. Nagrado si bosta razdelila Robert Lefkowitz in Brian Kobilka, prislužila pa sta si jo za raziskave celičnih receptorjev, ki so povezani z G-proteini (GPCR). Ti receptorji so danes tarče skoraj polovice vseh zdravil, ki jih uporabljamo za zdravljenje najrazličnejših bolezni.
Robert Lefkowitz je že vse od leta 1977 (ko je bil star 34 let) redni profesor za medicino na ameriški univerzi Duke (Dukeovi univerzi), predava pa tudi biokemijo. Njegovo najpomembnejše odkritje je bila določitev zgradbe prvih membranskih receptorjev iz skupine GPCR. S pomočjo DNA-tehnologije je analiziral zapise za receptorje za adrenalin in noradrenalin. Pri tem je ugotovil, da so si med seboj zelo podobni in da so v celično membrano zasidrani s sedmimi vijačnicami, ki prehajajo lipidni dvosloj, Imenujemo jih tudi 7TM-receptorji. Nadalje je raziskal, kaj se zgodi v celici po aktivaciji receptorja, ko se adrenalin veže na receptor z zunanje strani. Na citoplazemski strani se na receptor vežejo G-proteini, sestavljeni iz treh verig, ti pa signal prenesejo na druge molekule v celici, ki se zato prilagodi ali odgovori na dražljaj, ki je povzročil sproščanje signalnih molekul (na primer adrenalina).
Brian Kobilka je diplomiral iz biologije in kemije, potem pa je dokončal še študij medicine. Kot podoktorski sodelavec je bil v skupini Roberta Lefkowitza, kjer je opravil kloniranje in analizo gena za beta-2 adrenergičnega receptorja (receptorja za adrenalin). Kasneje se je preselil na Stanfordsko univerzo, kjer deluje še danes.
Obe letošnji Nobelovi nagradi sta ponovno pokazali, kako pomembne so biokemijske in molekularnobiološke raziskave za razumevanje delovanja živih bitij in s tem za razvoj novih postopkov zdravljenja. Hkrati se je izkazalo, da so lahko na področjih medicine in kemije uspešni raziskovalci, ki niso nujno študirali prav teh področij. Meje med vedami so po eni strani vse bolj zabrisane, pojavljajo se nove vede, ki so nekje med klasičnimi vedami iz časa Alfreda Nobela, novi postopki in spoznanja pa vplivajo na razvoj novih idej in omogočajo doseganje novih odkritij o tem, kdo smo.
Ni komentarjev:
Objavite komentar