Jedynie prawda jest ciekawa

Przyznano Nobla w dziedzinie medycyny

07.10.2013

Komitet Noblowski docenił Amerykanów: Randy W. Schekman i James E. Rothman oraz Niemiec Thomas C. Suedhof za odkrycie zjawiska tzw. przepływu błon w komórce. Naukowcy zostali w tym roku laureatami Nagrody Nobla z medycyny i fizjologii.

Odkrycia wszystkich trzech badaczy pozwoliły zrozumieć, w jaki sposób nieustannie zachodzący w komórkach przepływ błon umożliwia im transport cząsteczek oraz komunikowanie się ze środowiskiem.

Każda komórka jest minifabryką, w której są wytwarzane i transportowane różne substancje. Są to hormony, takie jak insulina, która zajmuje się transportem glukozy, gdy po posiłku zwiększa się jej poziom we krwi. Inne substancje to neuroprzekaźniki - przekazywane między komórkami mózgu, a także cytokiny i enzymy.

Wszystkie te substancje są transportowane wewnątrz komórek w małych porcjach za pośrednictwem tzw. pęcherzyków. Zasługą tegorocznych laureatów Nagrody Nobla jest odkrycie mechanizmów molekularnych sterujących całym systemem transportu cząsteczek wewnątrz komórki.

Komórka, otoczona błoną, jest najmniejszą jednostką organizmów żywych. W jej wnętrzu przebiegają jednak skomplikowane procesy życiowe. Odbywają się one w małych, ale skomplikowanych strukturach. Największym z nich jest protoplazma, w której znajdują się cytoplazma i jądro komórkowe zawierające główny materiał genetyczny.

Wewnątrz cytoplazmy są tzw. organella, takie jak mitochondria zaopatrujące komórkę w energię, a także rybosomy, w których powstają białka, oraz aparat Golgiego (dojrzewanie białek i modyfikacja

zużywanych przez komórkę substancji).

Wiele z tych struktur cytoplazmatycznych otaczają błony różniące się budową chemiczną i funkcjami. Między nimi przekazywane są różne substancje, które muszą być dostarczane w odpowiednich porcjach i we właściwym czasie (podobnie jak w systemie transportu morskiego cargo). Część z nich opuszcza komórkę i przekazywana jest do odpowiedniego miejsca organizmu. Od tego, jak przebiega transport wewnątrzkomórkowy, zależy funkcjonowanie całego organizmu. Błędy w wydzielaniu insuliny wywołują cukrzycę młodzieńczą (typu I). Zakłócenia w produkcji

neuroprzekaźników powodują zaburzenia psychiczne, np. depresję lub schizofrenię. Z kolei wadliwe cytokiny, substancje przekaźnikowe układu immunologicznego, zaburzają odporność. Randy W. Schekman w latach 70. wykrył błędy, jakie powstają w systemie transportu wewnątrz drożdży.

Wraz ze swymi współpracownikami doszedł do wniosku, że powodują je liczne mutacje genetyczne. Niektóre z nich okazały się niezbędne do formowania się pęcherzyków transportujących białka i lipidy między organellami komórki.

James E. Rothman w latach 80. i 90. zajmował się badaniem systemu transportu wewnątrz komórek ssaków. Odkrył, w jaki sposób pęcherzyki z cząsteczkami przyłączają się do odpowiednich błon. Doszedł do wniosku, że kluczową rolę odgrywają znajdujące się na ich powierzchni białka. Precyzyjnie docierają we właściwe miejsce, ponieważ łączą się wyłącznie z pasującymi tylko do nich białkami na powierzchni błon. Dochodzi do fuzji obu błon, a łączenie to jest podobne do zasuwania zamka błyskawicznego w ubraniach. Wtedy dopiero uwalniana jest zawartość pęcherzyków.

Biała odkryte przez Rothmana w komórkach zwierząt odpowiadały niektórym mutacjom, na jakie Schekman natrafił w drożdżach. Z różnych stron opisali oni ten sam mechanizm transportu wewnątrzkomórkowego.

Thomas C. Suedhof badał zaś, w jaki sposób komunikują się komórki mózgu. Okazało się, że robią to za pośrednictwem neuroprzekaźników, które podobnie jak inne substancje również przekazywane są za pomocą pęcherzyków i przyłączają się do błon komórek nerwowych. Różnica polega na tym, że sygnały te przekazywane są jedynie między sąsiadującymi ze sobą komórkami za pośrednictwem synaps (miejsca komunikacji błony kończącej akson z błoną komórkową drugiej komórki).

Zasługą niemieckiego naukowca jest odkrycie, że gdy impuls nerwowy dotrze do zakończenia aksonu powoduje otwarcie kanałów jonowych wpuszczających jony wapnia. Jony te uaktywniają pęcherzyki presynaptyczne zawierające np. adrenalinę, noradrenalinę, acetylocholinę, które je uwalniają do szczeliny synaptycznej.

Część jego cząsteczek łączy się z receptorami na błonie postsynaptycznej. Powoduje to otworzenie się kanałów dla jonów sodu, a w efekcie depolaryzację błony postsynaptycznej. Otwierają się wtedy kolejne kanały dla sodu i pojawia się sygnał elektryczny rozprzestrzeniający się wzdłuż aksonu do synaps znajdujących się w jego zakończeniach.

Tegoroczni nobliści dowiedli, że ten sam system przekazywania substancji za pośrednictwem pęcherzyków wykorzystywany jest we wszystkich organizmach, zarówno drożdży, jak i zwierząt oraz człowieka. Występuje zarówno w układzie nerwowym, hormonalnym, jak i immunologicznym. Bez niego komórka nie była w stanie funkcjonować i popadłaby w chaos. Życie nie byłoby możliwe.

Nagrodzenie Noblem Rothmana i Schekmana nie jest zaskoczeniem - już od kilku lat byli typowani do tego najbardziej prestiżowego w nauce wyróżnienia. David Pendlebury, analityk Reutersa, który od 1989 r. typuje kandydatów do Nagród Nobla, już w 2009 r. sugerował, że obaj badacze mogą ją otrzymać za odkrycie zjawiska tzw. przepływu błon w komórce.

Zainteresował Cię artykuł? Dołącz do nas na Facebooku!

PAP, lz

[fot: PAP/EPA]

Słowa kluczowe:

Nobel

,

niemiecka broń

,

medycyna

,

medycyna

Warto poczytać

  1. Barcelona28072017 28.07.2017

    Wypadek kolejowy w Barcelonie. Wielu rannych

    - Co najmniej 48 osób zostało rannych, w tym pięć poważnie, w piątek w wypadku pociągu w Barcelonie - podały służby ratunkowe. Pociąg, który wjeżdżał na dworzec Estacio de Franca (Dworzec Francuski), nie wyhamował i uderzył w koniec peronu.

  2. 28.07.2017

    Wenezuela w ogniu strajków. Zginęło już ponad 100 osób

    Podczas trwającego od środy 48-godzinnego strajku generalnego w starciach z policją na ulicach wenezuelskich miast zginęły już cztery osoby - poinformowała w czwartek prokuratura. Tym samym tragiczny bilans zamieszek, do jakich od kwietnia dochodzi w Wenezueli wzrósł do 107 zabitych.

  3. 04TABLETYWLOMBARDIISI27072017 27.07.2017

    Włochy: 24 tysiące tabletów na rzecz autonomii

    Władze regionalne Lombardii w północnych Włoszech rozpisały referendum ws. autonomii. Zarzucają władzom w Rzymie, że kradną pieniądze z budżetu. W referendum lombardzkim głosowanie będzie elektroniczne i anonimowe. Rządząca nad Tybrem lewica zarzuca Lombardczykom, że uprawiają propagandę.

  4. 01FIVOJUNCKERZYWNOSCSI27072017 27.07.2017

    Warto bić się o swoje - możliwe nowe unijne prawo o żywności

    We wrześniu będą opublikowane unijne wytyczne do standardów żywności. To pierwszy efekt wspólnego nacisku państw Grupy Wyszehradzkiej na Brukselę ws. podwójnych standardów produktów spożywczych.

  5. budapeszt 27.07.2017

    Węgierski MSZ: Niech UE nie zachowuje się jak Matka Teresa

    Szef węgierskiego MSZ Peter Szijjarto wezwał w czwartek Unię Europejską, by nie zachowywała się jak Matka Teresa, bo Unia nie rozdaje pomocy humanitarnej. Według niego w Europie trwa kampania przeciw tym, którzy nie chcą przyjmować nielegalnych imigrantów.

CS145fotMINI

Czas Stefczyka 145/2017

PDF (8,85 MB)

pobierz najnowszy numer
archiwum numerów

Facebook