Нобелівська премія з медицини: чим важливе відкриття аутофагії — програмування "самознищення" клітини?

Лауреатом Нобелівської премії з фізіології і медицини в 2016 році став професор Токійського технологічного університету Йосінорі Осумі - за дослідження механізмів аутофагії.

Значимість відкриття з погляду його практичного застосування прокоментував для DT.UA науковий співробітник Інституту молекулярної біології і генетики НАН України, кандидат біологічних наук Дмитро Мордерер:

- Хоча явище аутофагії було відоме дослідникам ще з 60-х років XX сторіччя, задовго до досліджень Йосінорі Осумі, саме він зробив перші кроки до вивчення молекулярних механізмів цього процесу. По-перше, виявив, що аутофагія відбувається також і в клітинах дріжджів, які є надзвичайно зручним об'єктом для генетичних досліджень. Після цього, використовуючи методи мутагенезу, йому вдалося ідентифікувати гени, які є необхідними для перебігу аутофагії. З того часу молекулярні механізми аутофагії почали інтенсивно досліджуватися, і на сьогодні ми маємо досить широкі знання про основні етапи цього процесу, а також важливі молекули, які беруть у ньому участь.

Аутофагія має фундаментальне значення для життєдіяльності клітин, оскільки є засобом для "очищення" клітини від пошкоджених білків та органел, а також є джерелом ресурсів та енергії, що використовуються клітиною для власних потреб. Процеси аутофагії часто активуються за стресових для клітини умов, зокрема, при голодуванні чи нестачі кисню. Порушення аутофагії часто спостерігається при захворюваннях, тому дослідження цього процесу мають важливий практичний аспект. Так, часто спостерігаються порушення аутофагії при нейродегенеративних захворюваннях, таких як хвороба Альцгеймера. Як відомо, ця хвороба, як і багато інших нейродегенеративних захворювань, пов'язана з накопиченням у нейронах токсичних білкових агрегатів. Терапія, спрямована на активацію процесів аутофагії, теоретично може сприяти розщепленню цих агрегатів.

Крім того, аутофагія часто спостерігається у процесі програмованої клітинної смерті - апоптозу, тому її можна використовувати для "вбивства" шкідливих для організму клітин, зокрема, ракових. Проте, з іншого боку, також показано, що аутофагія може бути сприятливим процесом для ракових клітин, оскільки цей процес підвищує їх стійкість до стресових умов та хіміотерапії. Тому це питання потребує докладного вивчення.

Відділ функціональної геноміки Інституту молекулярної біології і генетики НАН України давно займається вивченням процесів так званого мембранного транспорту, до якого відноситься функціонування аутофагосом та лізосом. Зокрема, нами було ідентифіковано нові компоненти лізосом, які пов'язують їх із структурами злоякісних ракових клітин, що відповідають за метастазування. Подальші дослідження цих процесів могли б сприяти розробці нових підходів до лікування злоякісних пухлин, чи, принаймні, прогнозування перебігу хвороби. Проте, на жаль, проведення цих досліджень зараз надзвичайно ускладнене скрутним фінансовим станом, в якому опинився наш інститут і вся українська наука загалом.

Аутофагія (у перекладі з давногрецької - поїдати себе) - процес перетравлення клітиною власних органел та ділянок цитоплазми за допомогою лізосом. Автофагія потрібна для позбавлення від старих і пошкоджених частин, а також може активуватись в умовах голодування. Процес розпочинається оточенням відповідної органели або ділянки цитоплазми подвійною мембраною, утворена автофагосома зливається із лізосомою, де на її вміст діють гідролітичні ферменти. (Вікіпедія)