Kereső toggle

Sejtújrahasznosítás

Továbbítás emailben
Cikk nyomtatása

Yoshinori Ohsumi japán kutatónak ítélte idén a stockholmi bizottság az orvosi Nobel-díjat az autofágiának nevezett sejten belüli folyamat mechanizmusának felfedezésért. A jelenség elengedhetetlen a sejtek alapvető életfunkcióihoz és szerepet játszik a korai egyedfejlődésben, az éhezésre adott válaszban, zavara pedig számos betegség kialakulásához járulhat hozzá.

Az „autofágia” kifejezés egy görög szóösszetétel, amely azt a folyamatot jelöli, amelynek során a sejt „önmagát eszi”. Mindez persze nem arra utal, hogy sejtjeinkben gyökerezik az önpusztítás; a jelenség a többsejtű élőlények és szervezetek a környezet kihívásaira a túlélés érdekében adott válasza. Ohsumi, valamint az ő nyomdokaiba lépő kutatók kísérleteinek köszönhetően tudjuk, hogy az autofágia olyan fontos élettani folyamatokat szabályoz, melynek során bizonyos sejtalkotó komponensek lebomlanak, majd újra felhasználásra kerülnek. A kifejezés az 1974-ben harmadmagával szintén orvosi Nobel-díjjal jutalmazott belga Christian de Duve-től származik, aki a folyamat végállomásaként azonosított, és általa lizoszóma névre „keresztelt” sejtszervecskét felfedezte. A lizoszóma a sejten belüli sejthártyával határolt, emésztő enzimeket tartalmazó gömb alakú struktúra, ahol a molekulák alkotóelemeikre bomlanak.

A építőköveikre széteső molekulák fő képviselői a fehérjék, amelyek fokozott lebontása a sejt tápanyag megvonásra adott válasza, ahogyan ezt 28 évvel ezelőtt Ohsumi az élesztősejteken megfigyelte. Bár akkor még nem gondolta, hogy ennek valamikor gyakorlati haszna lesz, a felfedezés öröme és a tudományos kíváncsiság által inspirálva vizsgálta apró részletekbe menően az autofágiát. Olyan mutáns élesztősejtekben, melyeknél az autofágia nem működött megfelelően, megállapította, hogy milyen gének érintettek a lebontásban, valamint azt is, hogy a folyamatban résztvevő egyes fehérjéknek és enzimeknek mi a pontos szerepe.

Kiderült, hogy az autofágia során megvalósuló fehérjelebontási folyamat szinte valamennyi fehérjét érinti, és nagyon precízen szabályozott, többlépcsős bonyolult procedúra. A fehérjének először egy hártyával határolt úgynevezett autofagoszómába kell kerülnie, ami egy gömb alakú, néhány száz nanométer átmérőjű struktúra. Ez a sejten belüli képlet egy lizoszóma közelébe kerülve összeolvad annak membránjával, majd a lebontandó fehérje az emésztőenzimek hatására alkotóelemeire esik szét, melyeket a sejt újrahasznosít, azaz új fehérjéket épít belőle. A fentiek mellett az autofágia fontos jellemzője, hogy nemcsak fehérjék, hanem más molekulák, sőt egész sejtszervecskék is lebomlásra kerülnek, amennyiben autofagoszómába kerülnek.

Az autofágia további érdekessége, hogy nemcsak éhezés vagy más sejtet érő károsodás indítja el, hanem a sejt életének mindennapi velejárója. Ezáltal bontja le a sejt az elhasznált és működésképtelen sejtalkotóit. A szervezetünket felépítő fehérjék néhány havonta csaknem teljes mértékben lecserélődnek. Ennek során kerülnek eltávolításra a hibás módon felépült molekulák is, amelyek alkotóelemei ugyancsak újrahasznosíthatók. Számos élettani folyamat nem zajlik le megfelelően autofágia nélkül, például az immunrendszer fertőzésekkel szembeni működése vagy a korai egyedfejlődés.  A folyamat működészavarának következtében olyan betegségek alakulhatnak ki, mint a cukorbetegség, a Parkinson-kór vagy a rákos sejtek terjedése.

A 71 éves Ohsumi három év kivételével, melyet a New York-i Rockefeller Egyetemen töltött, egész életében Tokióban, többségében japán kollégáival dolgozott. Felesége Mariko, aki először el sem hitte sokat viccelődő férjének, hogy valóban Nobel-díjat kapott, szintén egyetemi professzor, és munkájával több közös projekthez járult hozzá.

Olvasson tovább: