Исследовать мешок самоубийцы

Наука и технологии
МЕДИЦИНА
«Эксперт» №41 (1003) 10 октября 2016
Лауреатом Нобелевской премии по медицине и физиологии — 2016 объявлен почетный профессор Токийского технологического института Ёсинори Осуми. Он открыл гены одного из базовых клеточных механизмов — аутофагии — и подробно описал его
Исследовать мешок самоубийцы

В интервью, которое Ёсинори Осуми дал сразу после того, как его объявили лауреатом Нобелевской премии по физиологии и медицине, он сказал, что занимался этими исследованиями больше 27 лет. Его любимый тезис, который он часто повторяет своим ученикам: «Делайте то, чего никто не делает». Когда Осуми начинал в конце 1980-х, об аутофагии практически ничего не было известно, кроме того, что в клетке существуют такие органеллы, в которых перевариваются белки, углеводы, липиды. За открытие в середине 1950-х этих органелл, которые были названы лизосомами, бельгийский ученый Кристиан де Дюве был удостоен Нобелевской премии в 1974 году. Он же ввел термин «аутофагия», что в переводе с греческого означает «поедание себя». Позже было выяснено, что грузы — ненужные или вредные для клетки вещества — в лизосому доставляет специальный транспорт в виде пузырьков, названных аутофагосомами. Но деталями процесса аутофагии практически никто не интересовался на протяжении тридцати с лишним лет. Ёсинори Осуми взял себе этот проект, работая в Токийском университете, потому что данным направлением никто не занимался.

Осуми мог часами наблюдать в микроскоп, что происходит в клетках. В качестве модели он выбрал дрожжи, поскольку они были достаточно хорошо изучены. Правда, есть ли у них механизм аутофагии, известно не было. Изучать крохотные клетки с помощью доступного тогда микроскопа было нелегко, требовались усидчивость и пристальное внимание. Однако позже японский исследователь шутил: если бы в те времена существовали такие же мощные микроскопы, как сейчас, он мог бы и не заметить «гигантских» участников процесса аутофагии. Ёсинори Осуми решил, что увидеть аутофагию будет проще, если в вакуоли (аналоге лизосомы у дрожжей) будет нарушен процесс переваривания поступающих туда веществ. Он использовал специальные мутантные дрожжи, в которых отсутствовали специфические переваривающие ферменты вакуоли, и подвергал их стрессу в виде голодания. Голодание должно было запустить процесс аутофагии. И результат был потрясающим: исследователь увидел, как в вакуоли накапливаются и производят броуновское движение многочисленные пузырьки — аутофагосомы, которые принесли туда вещества для переваривания. Осуми предположил, что такие фундаментальные функции, как деградация ненужных клеточных элементов, должны быть практически идентичны от дрожжей до млекопитающих, поэтому очень важно детально изучить механизм аутофагии у дрожжей.

«Этот замечательный ученый работал очень методично, — рассказывает профессор шведского Каролинского института (там заседает Нобелевский комитет по физиологии и медицине), руководитель лаборатории гибели клеток отдела токсикологии Борис Животовский. — Он начал с эксперимента по голоданию дрожжей, чтобы увидеть, как транспорт доставляет груз в вакуоли. Затем он решил определить все гены, которые обусловливают этот процесс. И наконец, посмотреть, как продукты этих генов в клетках работают». Исследователь обнаружил 15 генов, о чем и заявил в своей первой значительной

Детальное описание механизма аутофагии поможет клинической медицине