Йошинори Осуми, японски клетъчен биолог, спечели Нобелова награда за физиология или медицина за 2016 г. за своите открития в процес, при който клетките по същество се хранят. Процесът се нарича автофагия и въпреки че е от съществено значение за вашето здраве, вашият учител по биология в гимназията може да е пропуснал урок по автофагия поради сложността си.

този

Мислете за автофагията като за вътрешен спа център или за рециклиране на клетки. Клетките използват автофагия за самообновяване.

Когато нашите клетки са изгладнели или подложени на друг стрес, те не се изключват веднага. Вместо това те използват автофагия, за да канибализират собствените си компоненти. Думата автофагия (произнася се o-toff-a-gee) буквално произлиза от гръцкия израз за самоядене и този процес на рециклиране позволява на клетката да остане жива по време на трудни времена.

"Чрез рециклиране на част от клетъчното съдържание, автофагията позволява на тялото ни да се справи с глада и с всички видове стрес", каза биологът Мария Масучи от Нобеловата асамблея. "Чрез улавяне на нахлуващи вируси и бактерии, автофагията е от съществено значение за защитата на организма срещу инфекция."

Учените за първи път описват автофагията през 60-те години на миналия век, след като откриват клетъчната версия на кофа за боклук, известна като лизозома. Части от клетките ви са като части от кола: те се износват с времето. Лизозомата е сферичен балон, който се движи през клетка и събира тези счупени части. Подобно на храносмилателната система, лизозомата се пълни с киселини и ензими, за да разглоби тези части на основните им единици - протеини, захари и липиди - за да могат да бъдат използвани повторно. Белгийският учен Кристиан де Дюве печели Нобелова награда за физиология или медицина през 1974 г. за откриването на лизозомата.

Скоро след забелязването на лизозомата, Дюв и други изследователи забелязват друго сферично кошче за боклук, с изключение на това, че това е по-голямо и може да консумира огромни части от клетка. Той нарече процеса автофагия, но първоначално той се разглеждаше като еднократна версия на лизозомата, така че само шепа лаборатории го изследваха през следващите три десетилетия.

Въведете Йошинори Осуми и хлебната мая.

Нашите клетки имат различни отделения. Лизозомите са подобни на кофата за боклук на клетката. Те съдържат ензими за храносмилане на клетъчното съдържание. Йошинори Осуми печели Нобелова награда за медицина за 2016 г. за изследване на подобно отделение, наречено автофагозома. Той поглъща по-големи части от клетката, преди да се слее с лизозомата, където съдържанието се разгражда на по-малки съставки. Този процес осигурява на клетката хранителни вещества и градивни елементи за обновяване. Снимка от Нобеловата асамблея в Каролинския институт

В началото на 90-те години лабораторията му създава експеримент, който включва гладуващи хлебни дрожди от хранителни вещества. Те забелязаха, че този стрес е причинил на дрождените клетки да създадат тези относително огромни сферични кошчета за боклук - сега известни като автофагозоми. Структурите бяха толкова големи, че учените могат да ги наблюдават с обикновен светлинен микроскоп, вместо с по-отнемащ време електронен микроскоп.

Това събитие беше голям пробив, защото означаваше, че екипът на Осуми може да наблюдава създаването и движението на автофагозомите в реално време.

Йошинори Осуми, професор в Токийския технологичен институт, присъства на пресконференция, след като спечели Нобелова награда за медицина в Токийския технологичен институт в Токио, Япония, 3 октомври 2016 г. Снимка от REUTERS/Ким Кюнг-Хун

Този воайорство се превърна в ключ към разбирането как функционират автофагозомите и автофагията. Осуми и колегите му използваха химикали, за да мутират отделни гени в хлебната мая, за да разберат какво контролира автофагията. Екипът кацна върху 15 ключови гена, публикувани през 1992 г., които по същество стартираха нов клон на клетъчната биология.

„Когато започнах работата си, всяка година се появяваха вероятно 20 статии за автофагията“, каза Осуми, който беше в лабораторията си, когато научи за новината за неговата Нобелова награда. "Сега са повече от 5000. Това е огромна промяна."

Неговият екип също така идентифицира първите гени, свързани с автофагията при бозайниците, което накара други да изследват процеса при човешките заболявания. Твърде малкото автофагия е често срещан проблем през напредналата възраст. Болести като болестта на Алцхаймер и диабет тип 2 се появяват, тъй като нашите клетки не успяват да изчистят своята склонност. От друга страна, твърде много автофагия може да подтикне рака или да позволи на туморните клетки да консумират лекарства.

Осуми, който в момента работи в Токийския технологичен институт в Йокохама, става 23-ият носител на Нобелова награда от Япония и шестият лауреат на медицината в страната. От 107 Нобелови награди за физиология и медицина, Осуми става едва 39-ият, който печели като единствен получател.

Вляво: Думата автофагия произхожда от гръцките думи auto-, което означава „аз“ и phagein, което означава „да ям“. Снимка от Нобеловата асамблея в Каролинския институт