Ёсинори Осуми – лауреат Нобелевской премии по физиологии

Д-р Ольга Грищенко (Хеппенхайм)

3 октября 2016 года Нобелевский комитет в Каролинском институте (Стокгольм, Швеция) назвал имя лауреата Нобелевской премии по физиологии и медицине. Им стал профессор Токийского университета Ёсинори Осуми (YoshinoriOhsumi). Формулировка: «За открытие механизмов аутофагии».

Немного о лауреате

Ёсинори Осуми – специалист по молекулярной биологии. Получил степень доктора наук в 1974 году. В 1974–1977 годах работал в Университете Рокфеллера (Нью-Йорк), затем вернулся в университет Токио, где c 1998 года руководит исследовательской группой.

С 2011 года Нобелевская премия по физиологии и медицине ни разу не присуждалась одному человеку. Всегда нах

одились несколько исследователей, чьи научные интересы пересекались в одной области. В случае с Ёсинори Осуми всё оказалось не так: когда он начинал свои исследования аутофагии, этим явлением почти никто не интересовался! Осуми в своей научной карьере сделал ставку на малоизученную непопулярную тему и не проиграл. Вот почему его называют «одиноким самураем».

Что такое аутофагия?

Уже давно известно, что в клетках человека находятся специальные образования под названием лизосомы. В них обнаруживали полуразрушенные фрагменты других клеточных структур. Процесс переваривания собственных клеточных структур получил название аутофагия – то есть «поедание самого себя».

Аутофагия необходима для нормальной жизнедеятельности клетки, которая должна уметь не только обновлять свое биохимическое и архитектурное хозяйство, но и утилизировать ненужное. В клетке содержатся тысячи отработанных молекулярных комплексов – всех их нужно экономно переработать и снова пустить в оборот.

Долгое время лизосомы считались чем-то вроде «свалки» для всех ненужных органоидов клетки. Правда, такая точка зрения не давала ответа на вопрос: как клетка обновляет себя и почему «свалка» не вырастает в размерах в десятки и сотни раз за долгую жизнь клеток?

Позже появились доказательства того, что разрушение белков происходит не только в лизосомах. В конце 80-х годов ХХ века было доказано, что белки разрушаются большими полипротеазными комплексами, которые были названы протеасомами. Если лизосомы по роду своей деятельности неразборчивы – они дробят любые молекулы и молекулярные комплексы, то протеасомы являются «более узкими специалистами», которые нацелены на расщепление только белков. Их роль в клеточном хозяйстве трудно переоценить: они следят за отслужившими свой срок ферментами.

Протеасомы уничтожают только те белки, которые помечены «черной меткой» – молекулой особого белка убиквитина. Такой меченый белок попадает в протеасому и разлагается там на аминокислоты. Затем эти аминокислоты клетка использует для построения других белков.

В день человеку необходимо около 200-300 граммов протеина, но с пищей поступает только около 70. Остальное клетки получают, перерабатывая ненужные белки в протеасомах. Интересно, что фрагменты клеток особенно быстро накапливаются в «голодающих» клетках, что подтвердило предположение, что при голоде аутофагия помогает клетке использовать уже имеющиеся ресурсы заново. Кстати, при нехватке пищи первым делом аутофагии подвергаются белки. Это одна из главных причин, по которой голодание не приводит к моментальной и значительной потере жира.

Перспективы

Благодаря работам профессора Осуми все смогли увидеть процесс аутофагии в динамике, а исследователи получили, пусть пока и гипотетическую, возможность управлять этим процессом в целом.

Аутофагия не только обеспечивает известную экономию, но и предотвращает быстрое старение клетки. Она вовлечена в различные процессы: от борьбы с бактериальными и вирусными инфекциями до обновления клеток в развивающемся эмбрионе. Нарушение клеточной аутофагии у человека приводит к развитию болезни Паркинсона, диабета II типа, раковых заболеваний и некоторых нарушений, свойственных пожилому возрасту. Управление процессом аутофагии на уровне клетки имеет огромные перспективы, как в фундаментальном, так и в прикладном отношении.

Хотя клеточные процессы, изучаемые профессором Осуми, были уже известны ученым, но до сих пор никто не осознал их значения для здоровья человека. Открытия Осуми проливают свет на возможности использования этих процессов при лечении самых различных заболеваний. Сейчас ученые тестируют лекарства, которые смогут направленно воздействовать на процессы аутофагии. Это фундаментальным образом изменит подход к борьбе с раковыми опухолями, а также поможет найти способы лечения психических расстройств, связанных с ухудшением функций памяти.