Me­di­ci­nos pre­mi­ja, pir­mą­ja 2013 m. ap­do­va­no­ji­muo­se, įver­tin­ti pro­ver­žiai me­džia­gų per­da­vi­mo ląs­te­lė­se me­cha­niz­mo ty­ri­mų sri­ty­je. Šį pro­ce­są vyk­do pūs­le­lės, ma­ži bur­bu­liu­kai, pri­sta­tan­tys kro­vi­nį į rei­kia­mą vietą rei­kia­mu me­tu. Su­tri­ki­mai pri­sta­ty­mo sis­te­mo­je ga­li su­kel­ti neu­ro­lo­gi­nius su­sir­gi­mus, dia­be­tą ar imuno­lo­gi­nius su­tri­ki­mus. Pre­mi­ją pa­si­da­li­no ame­ri­kie­čiai James E. Rothman iš Jei­lio ir Randy W. Schekman iš Ka­li­for­ni­jos uni­ver­si­te­to Ber­kly­je, bei Vo­kie­ti­jos ir JAV pi­lie­ty­bes tu­rin­tis Dr. Thomas C. Sudhof iš Stan­for­do me­di­ci­nos mo­kyk­los.

Santrauka

2013 metų Nobelio premija pagerbiami trys mokslininkai, išsprendę paslaptį, kaip ląstelės organizuoja savo transportavimo sistemą.Kiekviena ląstelė yra molekules gaminantis ir eksportuojantis fabrikas. Pavyzdžiui, insulinas gaminamas ir paleidžiamas į kraują ir cheminiai signalai, vadinami neurotransmiteriai siunčiami iš vienos nervų ląstelės į kitą. Šios molekulės transportuojamos ląstelėje mažais paketais, vadinamomis pūslelėmis. Trys Nobelio premijos laureatai atrado molekulinius principus, valdančius šių krovinių pristatymą tinkamu laiku į reikiamą ląstelės vietą.

Randy'is Schekmanas atardo genus, reikalingus pūslelių eismui. Jamesas Rothmanas išsiaiškino baltymų mechanizmą, leidžiantį pūslelėms susilieti su savo taikiniais ir perduoti jiems savo krovinį. Thomasas Südhofas atrado, kaip signalai nurodo tiksliai iškrauti krovinį.

Šiais atradimais Rothmanas, Schekmanas ir Südhofas atskleidė ypatingai tikslią ląstelinių krovinių transportavimo ir pristatymo kontrolės sistemą. Sutrikimai pristatymo sistemoje gali sukelti neurologinius susirgimus, diabetą ar imunologinius sutrikimus.

Kaip ląstelėje keliauja kroviniai

Spūstys išduoda genetinius kontrolierius

Randy'is Schekmanas buvo sužavėtas ląstelių transporto sistemos organizacija ir aštuntajame dešimtmetyje nusprendė studijuoti genetinį jos pagrindą, kaip modelį naudodamas mieles. Genų ieškikliu jis identifikavo mielių ląsteles su defektais transportavimo mechanizme, sukurdamas situaciją, primenančią blogai suplanuotą viešojo transporto sistemą. Pūslelės susigrūdo tam tikrose ląstelės vietose. Jis atrado, kad šios kamšaties priežastis genetinė ir ėmėsi mutavusio geno paieškų. Schekmanas identifikavo tris genų klases, kontroliuojančias skirtingas ląstelės transporto sistemos sritis, suteikdamas naujų įžvalgų apie šį sustyguotą mechanizmą, tvarkantį pūslelių transportą ląstelėje.

Tikslus švartavimasis

Jamesą Rothmaną ląstelės transporto sistema taip pat intrigavo. Tyrinėdamas pūslelių transportą žinduolių ląstelėse devintajame ir dešimtajame dešimtmetyje, Rothmanas atrado, kad pūslelėms prisijungti ir susilieti su didesne membrana galimybę suteikia baltymų kompleksas. Susiliejant, baltymai ant pūslelių ir membranos susijungia, kaip užtrauktuko pusės. Tai, kad yra daug tokių baltymų ir kad jie susikabina tik tam tikromis kombinacijomis, užtikrina, kad kroviys bus pristatytas į reikiamą vietą. Tas pats principas veikia ir ląstelės viduje ir kai pūslelė prisijungia prie ląstelės išorinės membranos, kad išleistų savo krovinį išorėn.

Pasirodė, kad kai kurie Schekmano mielėse atrasti genai kodavo baltymus, kuriuos Rothmanas identifikavo ir žinduoliuose, o tai rodo labai senas transporto sistemos evoliucines ištakas. Kartu mokslininkai nustatė kritiškus ląstelės transporto mechanizmo komponentus.

Laikas yra viskas

Thomasas Südhofas domėjosi, kaip smegenyse nervų ląstelės viena su kita bendrauja. Signalinės molekulės, neurotransmiteriai, išleidžiami iš pūslelių, kurios susilieja su išorinėmis nervinių ląstelių membranomis, naudodamos Rothmano ir Schekmano atrastą mechanizmą. Bet šioms pūslelėms leidžiama išleisti savo turinį tik tada, kai nervinė ląstelė perduoda signalą kaimyninėms. Kaip tai taip tiksliai kontroliuojama? Žinota, kad procese dalyvauja kalcio jonai ir dešimtajame dešimtmetyje Südhofas ieškojo kalciui jautrių baltymų nervų ląstelėse. Jis aptiko molekulinį mechanizmą, reaguojantį kalcio jonų antplūdį ir nurodantį gretimiems baltymams greitai prisijungti pūsleles prie išorinės nervo ląstelės membranos. Užtrauktukas atsiveria ir išleidžiamos signalinės medžiagos. Südhofo atradimas paaiškino kaip pasiekiamas tikslus laikas ir kaip pūslelių turinys gali būti išleistas pagal komandą.

Pūslelių transportas suteikia ligų procesų įžvalgų

Trys Nobelio premijos laureatai atrado fundamentalų ląstelių fiziologijos procesą. Šie atradimai padarė didžiulę įtaką mūsų supratimui, kaip kroviniai pristatomi tiksliai ten ir tada, kai reikia ląstelės viduje ir už jos ribų. Pūslelių transportas ir susiliejimas vyksta pagal bendrus principus tokiuose skirtinguose organizmuose, kaip mielės ir žmogus. Ši sistema yra kritiškai svarbi įvairiausiems fiziologiniams procesams, kur turi būti kontroliuojamas pūslelių prisijungimas, nuo smegenų nervinių signalų perdavimo iki hormonų ir imuniteto citokinų išleidimo. Pūslelių transporto defektai būdingi daugeliui ligų, tarp kurių nemažai neurologinių ir imunologinių sutrikimų, o taip pat diabetas. Be šio nuostabiai tikslaus organizavimo, ląstelėje įsivyrautų chaosas.

Komentarai (2)