Když se tělo samo požírá. Držitel Nobelovy ceny Ósumi popsal, jak funguje buněčná recyklace

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. 

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.“

Z tiskové zprávy k udělení NC za fyziologii a lékařství pro rok 2016

„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: 

Video Hyde Park Civilizace - Yoshinori Ohsumi
video

Hyde Park Civilizace: Jošinori Ósumi

„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.

Video Reportáž o Nobelově ceně za lékařství 2016
video

Reportáž o Nobelově ceně za lékařství 2016

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.