Muž, který objevil mechanismus autofagie, pro svou práci využíval mutanty. Jošinori Ósumi se stal roku 2016 držitelem Nobelovy ceny – a v sobotu odpovídal na otázky Daniela Stacha v pořadu Hyde Park Civilizace.
Když se tělo samo požírá. Držitel Nobelovy ceny Ósumi popsal, jak funguje buněčná recyklace
Muž, který nechal buňky záměrně hladovět a v miniaturním světě kvasinek tím objevil záchranný systém, který se v této situaci spouští. A že tento mechanismus nazývaný autofagie platí univerzálně. Teoreticky jej sice popisovaly vědecké práce už v 60. letech, v praxi ale vše potvrdil až Jošinori Ósumi.
Ósumiho objevy vedly k vytvoření nového paradigmatu v rámci našeho chápání toho, jak buňka recykluje svůj obsah. Jeho objevy otevřely cestu k porozumění zásadní role autofagie v mnoha fyziologických procesech, například v adaptaci k hladovění nebo v odpovědi na infekci. Mutace v genech regulujících autofagii mohou způsobit nemoc; autofágní procesy se podílejí mimo jiné na vzniku rakoviny či neurologických onemocnění.
„Ósumi studoval proces, kterému se tehdy nikdo nevěnoval. A to na organismu, který tehdy nikoho nezajímal,“ popsal velmi výstižně úspěchy svého kolegy Andreas Reichert z Heinrich Heine Universität Düsseldorf.
Podívejte se na celý pořad Hyde Park Civilizace s Jošinori Ósumim:
Hyde Park Civilizace: Jošinori Ósumi (zdroj: ČT24)
„Je to jeden z těch krásných příběhů, který začal tím, že si Ósumi u kvasinek všiml nějakého fenoménu a uvědomil si, že tento fenomén je univerzální a že se týká všeho. A to pak krásně rozvinul na genetické úrovni,“ charakterizuje tento objev Reed Wickner z National Institutes of Health.
Při experimentech s kvasinkami japonský vědec odhalil celkem 15 genů, které autofagii ovládají. A do detailu popsal její principy – tedy jak přesně se jejím prostřednictvím buňky očišťují od svých poškozených nebo nepotřebných součástí a také jak díky ní odolávají nedostatku energie.
Jak tento proces funguje? Vysvětluje Jan Černý z Katedry buněčné biologie, Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy: „Kvasinky spouští jakýsi plán B – sebezáchovný program, kdy začínají pojídat sebe samy zevnitř. Autofagots znamená samopojídání; tím si začínají vytvářet energetické zásoby.“
Výzkum, který změnil pohled na lidské tělo
Už v průběhu tohoto výzkumu začalo být velmi rychle jasné, že autofagie je klíčový proces pro buněčnou fyziologii. Důležitý je zejména pro schopnost recyklovat náš buněčný materiál a v zásadě obnovovat naše buňky.
Reportáž o Nobelově ceně za lékařství 2016 (zdroj: ČT24)
Díky dalším experimentům se původní skupina genů, které autofagii kontrolují, rozrostla na víc než třicítku. A prokázaly se také důsledky poruch autofagie – od potíží s imunitou, přes rozvoj tak závažných nemocí, jako je například Parkinsonova choroba, cukrovka druhého typu nebo některé typy rakoviny. Andreas Reichert dodává: „U lidí dochází k odumírání určitých neuronů v mozku a dnes už existuje dostatek důkazů o tom, že se tak přinejmenším částečně děje kvůli tomu, že v těchto neuronech nedochází k řádnému úklidu buněčného odpadu.“
Jedním z aktuálních témat je i souvislost autofagie se stárnutím. „Někteří vědci si dokonce myslí, že stárnutí vlastně může být neschopnost udržovat autofagii, jakou jsme měli při narození a v mladém těle i ve stáří,“ popisuje Jan Černý. „To znamená, že aktivace autofagních procesů může být jednou z cest, jak skokově uklidit v našem tělním nebo buněčném pokojíčku a skokem se omladit.“
Díky Ósumiho práci se také podařilo elegantně vysvětlit další buněčné procesy. Z autogafie, původně okrajového tématu, je tak dnes důležitý vědní obor. A Jošinori Ósumi je od roku 2016 držitelem Nobelovy ceny za fyziologii a lékařství – právě za objev autofagie.
- Jošinori Ósumi je už šestým japonským vědcem, který dostal Nobelovu cenu za lékařství a fyziologii.