Како аутофагија помаже у развоју модерне медицине? Хајде да сазнамо о чему се ради у истраживању аутофагије професора 『大隅良典』.


Дана 3. октобра 2016, 『大隅良典』, професор емеритус на Токијском институту за технологију у Јапану, добио је Нобелову награду за физиологију и медицину као признање за његов допринос откривању дела механизма аутофагије. Познато је да се професор 『大隅良典』, који је постао 25. јапански добитник Нобелове награде у историји, посветио истраживању аутофагије 50 година. Већ је добио престижне награде као признање за своја истраживачка достигнућа у овој области. Награда Јапанске академије 2006. Награда из Кјота 2012. Награда Кеио за медицину 2015. Награда Валли 2016. Дакле, какав је значај и значај аутофагије у развоју савремене медицине и зашто јој је научна заједница посветила толику пажњу?

Пре свега, као што се може закључити из термина аутофагија, аутофагија се односи на механизам уништавања који природно разлаже непотребне или нефункционалне ћелијске компоненте током регулаторног процеса. Другим речима, аутофагија је систем који омогућава ћелијама да самоуниште непотребне ћелијске компоненте током свих активности неопходних за опстанак ћелије како би се касније могле рециклирати као друге компоненте или хранљиве материје унутар ћелије. Када су ћелијске органеле, као што су митохондрије, које производе енергију, или липозоми, који складиште и транспортују супстанце, оштећени и постану неупотребљиви или неефикасни, друге органеле које се називају аутофагозоми и лизозоми их разлажу. Наше ћелије имају различите структуре мембране са различитим функцијама. Све мембранске структуре, укључујући и ћелијску мембрану која окружује крајњи део ћелије, направљене су од истог материјала и на исти начин, тако да је размена материјала између њих веома флексибилна. Аутофагозоми и лизозоми су такође једна од мембранских структура унутар ћелије. Варење се дешава када аутофагозом прогута старе, бескорисне компоненте и комбинује се са лизозомима који садрже ензиме за разлагање. Можете га сматрати сличним транспорту отпада кроз камион који се зове „Аутофагозом“ и спаљивању отпада у спалионици отпада под називом „Лизозом“.

Године 1988, професор 『大隅良典』 отворио је сопствени истраживачки институт и почео да се фокусира на разградњу протеина у вакуоли, што одговара лизозому у људским ћелијама. Он је спровео истраживање аутофагије користећи ћелије квасца, које је лако проучавати и које се обично користе као замена за људске ћелије. Гљиве квасца су посебно корисне за идентификацију генетских секвенци које контролишу специфичне ћелијске активности. Међутим, професор 『大隅良典』 суочио се са изазовом да су ћелије квасца биле толико мале да није било могуће чак ни знати да ли се аутофагија догодила унутар ћелија. С тим у вези, професор 『大隅良典』 спекулише да ако се процес разлагања унутар лизозома вештачки прекине, аутофагозоми ће се акумулирати око лизозома, а сакупљени аутофагозоми ће се лако посматрати под микроскопом. Да би ово спровео у праксу, професор 『大隅良典』 је мутирао гене за разградњу протеина бактерија квасца како би спречио разградњу протеина у лизозомима и престао да испоручује хранљиве материје бактеријама квасца да би покренуо аутофагију. Као резултат тога, професор 『大隅良典』 је могао да примети да су лизозоми испуњени малим везикулама који одговарају аутофагозомима и доказао је да се аутофагија јавља у ћелијама квасца. Овим је професор 『大隅良典』 успешно открио секвенцу гена укључену у процес аутофагије користећи бактерије квасца, и имао је значајан утицај на многе наредне студије о аутофагији.

Аутофагија разлаже непотребне супстанце у нашим телима, тачније у ћелијама, да би повећала ефикасност метаболизма и надокнадила недовољно хранљивих материја. Пошто се већина непотребних супстанци у ћелијама односи на остареле ћелијске органеле, разумевање аутофагије игра важну улогу у проналажењу решења за старење људи и сродне проблеме. Посебно, аутофагија је кључ за лечење Паркинсонове болести. Паркинсонова болест настаје када се вишак азотног оксида веже за Паркин протеин, спречавајући Паркин протеин да правилно функционише. То је зато што је откривено да се аутофагија не јавља за Паркин протеин који није успео да правилно функционише. Истраживање професора 『大隅良典』 омогућило је разумевање и анализу аутофагије на генетском нивоу. Као резултат тога, она је у великој мери допринела развоју људске физиологије и медицине у томе што је човечанство приближила за један корак решавању разних болести повезаних са аутофагијом, као што је Паркинсонова болест.