Нобелевская премия по медицине за 2013 год досталась клеточным биологам

Нобелевский комитет при Каролинском медицинском институте (Стокгольм, Швеция) днем 7 октября назвал обладателей Нобелевской премии по физиологии и медицине за 2013 год. Ими стали представители трех ведущих научных центров США Джеймс Ротман (James E. Rothman), Рэнди Шэкман (Randy W. Schekman) и Томас Зюдоф (Thomas C. Südhof), сообщает сайт комитета, удостоенные награды за «открытие механизмов регуляции везикулярного транспорта - основной системы меж- и внутриклеточной коммуникации».

Везикулы, маленькие органоиды, в которых запасаются или транспортируются молекулы различных химических веществ, являются базисными инструментами, обеспечивающими обмен информацией как внутри клетки, так и между клетками организма. Например, везикулы обеспечивают перенос нейромедиаторов от одной нервной клетки к другой. Трое нобелевских лауреатов в ходе своих исследований раскрыли основные молекулярные принципы, на которых основана нормальная работа клеточной транспортной системы, нарушение которой ведет к развитию иммунных, неврологических заболеваний и диабету.

Рэнди Шэкман, в настоящее время профессор факультета молекулярной и клеточной биологии Калифорнийского университета (Беркли), начал исследования генетического базиса функционирования везикулярного транспорта еще в 1970-х годах. Он выделил три класса генов, контролирующих различные аспекты работы этой системы.

Рэнди Шэкман. Фото с сайта nobelprize.org

Джеймс Ротман, возглавляющий факультет клеточной биологии Йельского университета, изучая в 1980-х и 90-х годах систему везикулярного транспорта между клетками млекопитающих, выявил ключевой механизм, благодаря которому необходимые вещества доставляются везикулами «по адресу». Ротманом были выявлены специфические белковые комплексы, обеспечивающие проникновение везикул сквозь мембраны именно тех клеток, которым предназначено содержимое органелл. Такой процесс обеспечивается за счет связывания белковых комбинаций на поверхности везикул с соответствующими им белками на поверхности клеточных мембран. Этот же принцип, как оказалось, действует и при внутриклеточном транспорте.

Джеймс Ротман. Фото с сайта yale.edu

Тот факт, что некоторые из выявленных Шэкманом генов кодируют найденные Ротманом белки, говорит о том, что система обмена информацией между клетками и внутри них с помощью везикул имеет древнейшие эволюционные корни, отмечается в пресс-релизе Нобелевского комитета. Открытия Шэкмана и Ротмана позволили определить ключевые компоненты механизма клеточной транспортной системы.

Уроженец Германии Томас Зюдоф, ныне профессор молекулярной и клеточной физиологии Стэнфордского университета, в ходе своих исследований процессов коммуникации между нейронами головного мозга в 1990-х годах, выявил молекулярный механизм, позволяющий осуществлять точную регуляцию выброса нейромедиаторов из везикул. Как установил Зюдоф, этот процесс контролируется изменением концентрации ионов кальция на поверхности клеточной мембраны.  

Томас Зюдоф. Фото с сайта pnas.org

«Три нобелевских лауреата совместно раскрыли фундаментальный процесс в физиологии клетки, - подчеркивается в пресс-релизе Нобелевского комитета. - Нормальное функционирование везикулярной транспортной системы критично для множества физиологических процессов в организме, от взаимодействия нейронов в головном мозге до высвобождения гормонов и иммунных цитокинов, и любое нарушение работы этого удивительно точно подстроенного механизма ведет к хаосу и, как следствие, к развитию заболеваний нервной и иммунной системы, а также к диабету». 

Нобелевская премия по физиологии или медицине 2012 года была присуждена Джону Гёрдону (John B.Gurdon) и Синье Яманаке (Shinya Yamanaka) за открытие возможности перепрограммирования зрелых клеток организма в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (iPS).