Miért emészted magad? - Orvosi Nobel díj 2016

A sejtek belseje egy valódi, zsúfolt mikrokozmosz, ahol folyamatosan történik valami: molekuláris motorok cipelnek mindenféle szállítmányokat a sejt különböző részei felé, jelátviteli útvonalak hírvivői keresik partnereiket, amelyeknek átadhatják az információjukat, a sejt struktúráját kialakító vázfehérjék pedig folyamatosan átépülnek. Ez a nyüzsgés pedig folyamatosan új fehérjék előállítását igényeli, s ami legalább ennyire fontos, a fölösleges, régi, vagy csak hibásan feltekeredett fehérjék lebontását is.

Ha utóbbi folyamat sérül, az fölösleges és hibás fehérjék felhalmozódását eredményezi, amit csak ideig-óráig tolerál a sejt, aztán menthetetlenül elpusztul.

A lebomlási folyamat egyik fontos komponense egy sejten belüli organellum, amely a sejtalkotókat is emészteni képes enzimeket tartalmaz. A lizoszóma névre keresztelt organellum már több mint fél évszázada ismert, a belga Christian de Duve úttörő munkájának köszönhetően, amiért aztán 1974-ben orvosi Nobel díjat is kapott.

Már de Duve és tanítványai is felfigyeltek arra, hogy a lizoszómák egy részében nagy mennyiségű sejtalkotó, gyakran teljes mitokondriumok találhatók. Nyilvánvaló volt, hogy ez valamilyen speciális "alesete" lehet a lizoszomális lebontásnak, majd megtalálták azokat a különleges, kettős membránú sejtszervecskéket is, amelyek ezt a sok anyagot a lizoszómákhoz szállították. De Duve a folyamatot "önemésztésnek", vagyis autofágiának nevezte el, a különleges sejtszervecskéket pedig autofagoszómáknak.

Az autofágia vázlatos folyamata. (Forrás: nobel.se)

A 2016-os Nobel díjat az a japán úr, Yoshinori Ohsumi kapta, aki de Duve megfigyelései után évtizedekkel feltárta, milyen genetikai szabályozás áll az autofágia folyamata mögött, és milyen fehérjék játszanak kulcsszerepet az önemésztés során.

Ohsumi zseniális felismerése az volt, hogy a könnyen kezelhető és genetikailag is viszonylag könnyen manipulálható élesztősejtekben is létezik ez a folyamat, sőt, itt kvázi élőben is követni lehet. (Korábban elsősorban hosszú preparálást és beágyazást igénylő, elektronmikroszkópiával vizsgálható ultravékony metszeteken tudtak egyértelműen autofagoszómákat azonosítani.) Ennek köszönhetően viszonylag rövid idő alatt számos olyan mutáns élesztőtörzset hozott létre, amelyekben a folyamat sérült, majd meghatározva, hogy ezekben milyen gének romlottak el, azonosította a folyamat legfontosabb résztvevőit.

Ennek az úttörő munkának köszönhetően az autofágia kutatása látványosan felívelt: gyors egymásutánban újabb és újabb modellrendszerek újabb és újabb élettani folyamataiban mutatták ki alapvető fontosságát. Ma már tudjuk, hogy számos gerinces és gerinctelen élőlény egyedfejlődése, homeosztázisa teljesen felborul, ha az autofágia folyamata nem működik, de az utóbbi évtized kutatásai azt is igazolták, hogy számos kórfolyamat, például sok daganatos betegség, a 2-es típusú cukorbetegség, vagy a Parkinson kór mögött is ennek a "sejtes önemésztésnek" a sérülése (is) található.  

Yoshinori Ohsumi és élesztő autofagoszómák elektronmikroszkópos képei.

Számunkra érdekes módon az autofágia kutatása a biológiának pont egy olyan területe, ahol kifejezetten jól teljesítenek a magyar kutatók. Ez főleg arra vezethető vissza, hogy itthon évtizedes múltja van az autofágia kutatásának, és már azelőtt komoly iskolája volt, hogy nyilvánvalóvá vált volna, milyen kiemelkedően fontos folyamata ez az élő szervezeteknek, köztük az embernek is.

Ez elsősorban Kovács János professzornak köszönhető, akik 1959 és 1962 között az akkori Leningrádi Egyetemen kezdett bele olyan "élő festékek" tanulmányozásába, amelyek úgy festettek meg egyes sejtszervecskéket, hogy közben nem pusztították el magukat a sejteket. A "Neutral Red" nevű festék pont a de Duve által akkortájt felfedezett lizoszómákat festette meg, így folyt bele végül Kovács János is az autofágia kutatásába.

Hazatérve az ELTE Sejt- és Fejlődésbiológiai Tanszékére Kovács professzor igazi iskolát teremetett és tanítványai (Sass Miklós, Kovács Attila, Réz Gábor), illetve most már azok tanítványai (pl. Juhász Gábor) azóta is aktívan (és sikeresen) kutatják, hogy milyen folyamatok szabályozzák az autofágiát. (A tanszéken hozták létre például az első autofágiában gátolt többsejtű élőlényt, egy mutáns muslica törzset is.)

Ezzel párhuzamosan a szomszédban, az ELTE Genetikai Tanszékén is számos autofágiát érintő kutatás folyik: Vellai Tibor vezetésével itt számos fontos eredményt értek el annak feltárásában, hogy miként függ össze az önemésztés olyan alapvető biológiai folyamatokkal, mint az öregedés vagy a regeneráció, illetve miképp kapcsolódik a programozott sejthalállal, az apoptózissal.

Utóbbi munkájukról beszélt a Meetup vendégeként pár évvel ezelőtt Erdélyi Péter:

(A végére ugyan, de azért fontos diszklémer: a poszt írója maga is az ELTE Genetikai Tanszékén dolgozik.)

Népszerű
Uralkodj magadon!
Új kommentelési szabályok vannak 2016. január 21-től. Itt olvashatod el, hogy mik azok, és itt azt, hogy miért vezettük be őket.
;