Беларусь Сегодня

Минск
+13 oC
USD: 2.08
EUR: 2.32

Темой, за которую присудили "Нобелевку" по медицине, занимаются ученые биофака БГУ

Cамоедство идет на пользу

Нобелевская премия по физиологии и медицине досталась в этом году профессору Технологического университета Токио Есинори Осуми за открытие механизма «самопоедания клеток» — аутофагии. Благодаря ей клетки могут не только оставаться чистыми, переваривая накопившийся «мусор», но и восполнять нехватку энергии и даже бороться с инфекциями. По заведенному порядку имена претендентов на престижную награду не подлежат огласке, однако эксперты отмечали высокие шансы также у работ по оптогенетике (области нейробиологии), иммунотерапии рака, исследованию гепатита С. Почему же слава и 8 миллионов шведских крон достались именно японскому ученому — помог разобраться доктор биологических наук, заведующий кафедрой клеточной биологии и биоинженерии растений биофака БГУ Вадим Демидчик — руководитель группы, занятой изучением аутофагии в растительных клетках.


— Аутофагия — это важнейший, базовый механизм. И то, что сегодня он стал в общих чертах понятен, — заслуга как раз Есинори Осуми, который не только выдвинул теорию, но и экспериментально ее подтвердил. Еще в 1990–е годы он создал систему, где использовал обычные дрожжи, и полученные им же тестовые мутанты для детального анализа аутофагии у высших организмов (растения, животные, грибы). Именно он впервые выделил многочисленные гены, ответственные за «самопоедание». И завершил цикл исследований в этой области, построив глобальную модель процесса, который, как оказалось, связан со всеми аспектами жизни клетки.

Вадим Демидчик.
Фото  Виталия  ГИЛЯ.

Все живые системы полностью состоят из клеток. Суть аутофагии — в процессе переваривания крупных элементов клетки внутри нее же. То есть она буквально может питаться кусочками самой себя, использовать свои запасы, когда в окружающей среде отсутствуют питательные вещества. Именно на этом базируется выживание при голоде, выброс энергии при стрессе. Польза голодания скорее всего связана с самоочищением клеток в ходе усиленной аутофагии. Есинори Осуми проводил эксперименты с мышами–мутантами, у которых отсутствовал один из аутофагических белков, быстро включающих процесс самопереваривания клеток. И мыши гибли от голода буквально через несколько часов после рождения, так как не переносили интервалов между кормлениями. Наши клетки постоянно включают и выключают процесс «самопоедания», используя его для устранения поврежденных белков и прочих вредных накоплений. И целый ряд болезней возникает из–за сбоев в механизме. С нарушением работы генов, контролирующих аутофагию, связаны некоторые виды рака и болезнь Паркинсона. Все это дает огромное поле для приложения фундаментальных знаний об этом процессе в прикладных областях биологии — фармакологии и генной терапии, которая, например, поможет запускать или останавливать процессы в опухолях. Разрабатываются лекарства, мишенями которых являются аутофагические белки.

Механизм «самопоедания» универсален как для животных клеток, так и для растительных, изучением которых заняты на кафедре клеточной биологии и биоинженерии растений биофака БГУ.

Есинори Осуми.

— Люди зациклены на себе, а ведь растения являются основой нашего существования. Они — доминирующая группа существ на планете, от которой мы полностью зависим. То, чем мы дышим, что едим, носим, даже нефть и газ — растительного происхождения. Да и мясо, которое мы покупаем в магазине, выражается в каком–то количестве произведенной растительной продукции. Поэтому знать, как растения функционируют, чтобы получить более высокий урожай, лучший лес, зеленые насаждения, исключительно важно. Кстати, в некоторых странах на озеленение тратится столько же, сколько на здравоохранение, особенно в южных регионах. У растений аутофагия включается при стрессе, как и у людей. Есть глобальная цифра: от различного рода стрессовых состояний по всему миру гибнет до 70% урожая. Эти потери превосходят все остальные экономические потери человечества, не говоря уже о вызываемых ими гуманитарных проблемах. До сих пор на планете 10% населения голодает, поэтому очень важно знать, как регулировать ответ растения на стресс. Мы исследуем, как в принципе устроена аутофагическая система, чем она запускается, к каким последствиям ее активация приводит, — расставляет точки над «i» Вадим Демидчик.

Более года группа из 10 человек, включая студентов, занимается этой темой под его руководством. Проект, рассчитанный до конца 2017–го, идет совместно с учеными лаборатории экологической физиологии Ботанического института имени В.Л.Комарова (Санкт–Петербург). Руководитель проекта с российской стороны — Ольга Войцеховская, ученый экспериментатор в области аутофагии с мировым именем. Финансируется он Российским научным фондом. Наши ученые уже обнаружили новый механизм, который способствует запуску аутофагии, — он связан с уменьшением концентрации калия в клетке. В экспериментах используется арабидопсис — у этого растения есть много поводов быть знаменитым: оно первым расцвело и дало семена в космосе, и его геном был расшифрован раньше человеческого. Его метко окрестили «растительной мышкой» — за способность быстро размножаться — и часто используют в исследованиях. Группа наших ученых в своей области на лидирующих позициях в мире, у нее уже имеются статьи с высоким импакт–фактором (индексом цитирования), в том числе в престижном журнале Nature. По итогам проекта также запланирована публикация десяти статей о регуляции аутофагии в растениях. Главным же результатом должны стать фундаментальные знания, а затем и их прикладное воплощение, направленное на повышение продуктивности и стрессоустойчивости растений.

vasilishina@sb.by

Советская Белоруссия № 196 (25078). Среда, 12 октября 2016
Заметили ошибку? Пожалуйста, выделите её и нажмите Ctrl+Enter
Загрузка...
Новости и статьи