Нобелова награда за медицина и физиология 2013

Нобеловата награда за медицина и физиология за 2013 бе присъдена днес на Ранди Шекман, Джеймс Ротман и Томас Зюдхоф за откритията им в областта на клетъчния транспорт.

Нобеловият комитет отчита заслугите на Шекман за идентифициране на гените свързани с клетъчния транспорт, на Ротман за откриване на белтъчните структури, които позволяват на транспортните мехурчета да се сливат и събират товарите си, и на Зюдхоф за разшифроване на сигналите-инструкции за разтоварването им. Работата на тримата изследователи позволява да се начертае една относително точна карта на транспортните системи в клетката и да се изяснят контролните й механизми. Живите клетки непрекъснато произвеждат различни биологично активни молекули – хормони, ензими, невротрансмитери и др., които изпълняват функцията си на място, различно от това, на което са били синтезирани. Така например, клетките на т. нар. Лангенхарсови островчета в панкреаса произвеждат инсулин – хормон с ключова роля в обмяната на въглехидратите. По време на синтеза си молекулата на инсулина се оказва включена в състава на малки, обградени с мембрана мехурчета, наречени везикули, с чиято помощ се придвижва до периферията на клетката и от там преминава в кръвта. Пътувайки из организма, хормонът влияе на обмяната на клетките в различни тъкани и органи – мускулни, чернодробни и др., което в крайна сметка води до намаляване на кръвната захар. Аналогична е съдбата на невротрансмитерите – вещества, с чиято помощ нервните клетки общуват по между си. Тези сигнални молекули се произвеждат в телата на невроните, но изпълняват функцията си в краищата на техните дълги израстъци, наречени аксони.

Везикулите, заедно с пакетираните в тях товари, се движат по точно определени маршрути в клетката, прикрепени към своеобразни релси като спазват предварително зададени разписания, което им помага да избегнат задръстванията и да стигнат безпроблемно до означения върху мембраната им адрес на получателя. В някои случаи транспортни мехурчета, напълнени с новопроизведена продукция, трябва да пропътуват огромни разстояния. Дължината на един от аксоните например, варира от няколко милиметра до метър. Най-дългият нерв в човешкия организъм, седалищният, тръгва от основата на гръбначния стълб и достига до палеца на крака. Представете си какви високоскоростни пътища са нужни, за да може да се гарантира бързото преминаване на товар със сигнални молекули по аксоните на нервите в шията на жирафа!

Нарушения в правилното функциониране на клетъчната транспортна система могат да бъдат причина за тежки патологични изменения в организма. С проблеми в трафика се свързват диабета, болестта на Паркинсон, болестта на Алцхаймер, редица имунологични заболявания и др. Работата на Шекман, Ротман и Зюдхоф е от голямо значение за изясняване на молекулните основи на тези тежки заболявания и дава основа за разработването на нови методи за тяхното лечение.

Джеймс Ротман (James E. Rothman) е роден през 1950 г. в Хавърхил, Масачузетс, САЩ. Понастоящем работи в университета Йейл, САЩ.

Ранди Шекман (Randy W. Schekman) е роден през 1948 г. в Сейнт Пол, Минесота, САЩ и работи в университета Бъркли, САЩ.

Томас Зюдхоф (Thomas C. Südhof) е роден през 1955 г. в Гьотинген, Германия. В момента работи в университета Станфорд, САЩ. Thomas C. Südhof