Autofagia (self-eating) este un proces fundamental de descompunere și reciclare a componentelor celulare sau, cu alte cuvinte, procesul prin care o celulă se reînnoiește

Venelina Stoyanova

Yoshinori Osumi este câștigătorul din acest an al Premiului Nobel pentru fiziologie sau medicină.

adus

Prestigiosul său premiu este acordat pentru descoperirea și clarificarea mecanismelor autofagiei - un proces fundamental pentru defalcarea și reciclarea proteinelor, a anunțat site-ul web Nobel Price.

Cuvântul autofagie provine din greacă și înseamnă „mâncare de sine”

Termenul a luat naștere în anii 1960, când cercetătorii au observat pentru prima dată că celulele au fost capabile să-și distrugă propriul conținut prin închiderea lor în membrane și formarea „sacurilor” care au fost transportate într-un compartiment de reciclare cunoscut sub numele de lizozom, unde se degradează.

Lumea științifică știe puțin despre fenomen, în timp ce într-o serie de experimente strălucite la începutul anilor 1990 folosind drojdia de pâine, Yoshinori Osumi a reușit să identifice gene importante pentru autofagie.

Ulterior, el a clarificat mecanismele care stau la baza lor în drojdie și a arătat că aceeași „mașinărie” avansată era inerentă propriilor noastre celule.

Descoperirile lui Osumi au devenit o nouă paradigmă în înțelegerea umană a modului în care celulele își reciclează conținutul. Acestea clarifică importanța fundamentală a autofagiei în multe procese fiziologice, cum ar fi adaptarea la foamete sau răspunsul la infecții. Mutațiile genelor responsabile de autofagie pot provoca boli precum cancerul, diabetul și bolile neurologice.

Cine a primit premiul # NobelP 2016 în categoria #Medicină pentru descoperirile sale de mecanisme pentru #autofagie

Degradarea - o funcție centrală în toate celulele vii

La mijlocul anilor 1950, oamenii de știință au observat un nou compartiment celular specializat, organitul, care conține enzime care descompun proteinele, carbohidrații și lipidele. Compartimentul specializat de reciclare celulară în cauză este denumit „lizozom”. Pentru descoperirea lizozomului, omul de știință belgian Christian de Duve a primit în 1974 Premiul Nobel pentru fiziologie sau medicină.

Noile observații din anii 1960 arată că cantități mari de conținut celular, și chiar organite întregi, se găsesc uneori în lizozomi. Acest lucru îi determină pe oamenii de știință să presupună că celulele au o strategie pentru transportul unor încărcături mari către lizozom. Alte analize biochimice și microscopice relevă un nou tip de „saci” de transport.

Descoperitorul lizozomilor și laureat al premiului Nobel Christian de Duve a inventat termenul de autofagie pentru a descrie procesul în cauză. Sacii în cauză se numesc autofagozomi.

Yoshinori Osumi Sursa: EPA/BGNES

În anii 1970 și 1980, cercetătorii și-au îndreptat atenția asupra elucidării unui alt sistem folosit pentru descompunerea proteinelor, proteazomul. În 2004, Aaron Tsikhanover și Abraham Hershko din Israel și Irwin Rose din Statele Unite au primit Premiul Nobel pentru Chimie pentru munca lor privind procesul de descompunere a proteinelor.

Proteozomul descompune în mod eficient proteinele pe rând, dar acest mecanism nu explică modul în care celula scapă de complexe proteice mai mari și de organele „uzate”. Este posibil ca răspunsul să se afle în procesul de autofagie și, dacă da, care este mecanismul?

Un experiment revoluționar

Yoshinori Osumi a lucrat în diverse domenii de cercetare, dar după ce și-a început propriul laborator în 1988, și-a îndreptat atenția asupra descompunerii proteinelor din vacuol, organul care corespunde lizozomului din celulele umane.

Celulele de drojdie sunt relativ ușor de studiat și ulterior sunt adesea utilizate ca model pentru oameni. Sunt deosebit de utile pentru identificarea genelor care joacă un rol important în mecanismele celulare complexe.

Cu toate acestea, Osumi se confruntă cu o provocare serioasă - celulele de drojdie sunt mici, iar structurile lor intracelulare sunt dificil de distins la microscop.

Omul de știință nu este sigur dacă există deloc autofagie în acest organism. Osumi estimează că, dacă poate întrerupe procesul de descompunere în vacuol în timp ce procesul de autofagie este activ, autofagozomii se vor acumula în el și vor deveni vizibili la microscop.

Yoshinori Osumi a cultivat ulterior drojdie mutantă, a cărei vacuolă nu avea enzime de degradare, stimulând în același timp autofagia, forțând celulele să moară de foame.

Rezultatele sunt uluitoare. Ore de ore, vacuolele se umple cu mici „saci” nedescompusi - autofagozomi.

Experimentul lui Osumi demonstrează că există autofagie

Mai important, omul de știință are deja o metodă pentru identificarea și caracterizarea genelor cheie cu rol în acest proces. Rezultatele „descoperirii” sale au fost publicate de omul de știință japonez în 1992.

După identificarea mașinilor de autofagie pentru drojdie, întrebarea cheie rămâne dacă există un mecanism adecvat pentru a controla acest proces în alte organisme. Curând devine clar că mecanisme practic identice funcționează în propriile noastre celule. Lumea științifică are deja mijloacele de a studia importanța autofagiei la om.

Datorită lui Yoshinori Osumi și adepților săi, se știe deja că autofagia controlează funcțiile fiziologice importante în care componentele celulare trebuie să fie descompuse și reciclate și este esențială pentru răspunsul celular la foamete și stres.

După o infecție, de exemplu, autofagia elimină invadatorii din celulă - viruși și bacterii. Procesul joacă, de asemenea, un rol în dezvoltarea embrionară și diferențierea celulară.

Celulele folosesc, de asemenea, autofagia pentru a elimina proteinele și organele periculoase, implementând un mecanism de control al calității care este esențial pentru a contracara efectele îmbătrânirii.

Afectarea autofagiei se află în spatele mai multor boli - Parkinson, diabet, cancer, boli genetice și legate de vârstă

Scopul unui studiu intensiv în curs este de a dezvolta medicamente capabile să afecteze autofagia într-o serie de boli.