Лауреатами Нобелівської премії з фізіології та медицини 2013 року стали американські вчені Джеймс Ротман, Ренді Шекман і Томас Зюдоф за дослідження в галузі міжклітинних взаємодій.
Нобелівський тиждень традиційно розпочався з оголошення лауреатів премії з фізіології та медицини. Всупереч прогнозам наукової спільноти, Нобелівський комітет не віддав перевагу дослідженням у галузі молекулярної онкології, епігенетики та мікро-РНК, а вирішив удостоїти нагороди вчених, які досліджували механізми міжклітинних взаємодій.
Все живе складається з клітин. Але просто скупчення клітин - це ще не багатоклітинність, вона з'являється тоді, коли клітини починають один з одним взаємодіяти. Відбувається це шляхом передачі певних молекул, упакованих у везикули - крихітні бульбашки, які відмовляються від мембран органелл. Звідки клітини знають, куди і коли потрібно доставити ту чи іншу молекулу? Аспекти цього процесу і досліджували нинішні нобелівські лауреати.
У людському, і будь-якому іншому живому організмі постійно відбувається безліч різних процесів. Поки ви читаєте цю статтю, серце перекачує кров, еритроцити переносять кисень до органів, очні м'язи регулюють рух очей по рядках, опорно-руховий апарат забезпечує підтримку положення тіла в зручній позі, словом, організм живе. І всі ці процеси відбуваються без нашої участі, як би самі собою. Багато в чому завдяки тому, що клітини навчилися вирішувати свої локальні питання без того, щоб відволікати центральну нервову систему такими дрібницями, як біосинтез потрібного білка.
У будь-якій живій клітці є цілий набір органелл, які виробляють різні речовини: гормони, нейромедіатори, ферменти. Вони повинні бути доставлені або в певні місця тієї клітини, де синтезуються, або потрапити в інші клітини і тканини. Відбувається це за допомогою везикул - хімічно інертних органоїдів, що забезпечують метаболізм і транспорт речовин.
Професор Каліфорнійського університету в Берклі Ренді Шекман ще в 70-х роках минулого століття зацікавився генетичними механізмами транспорту речовин у клітинах у дріжджів. За допомогою генетичного скринінгу він виділив клітини дріжджів з пошкодженою транспортною системою. За його словами, це було схоже на громадський транспорт - то тут, то там виникали затори, везикули накопичувалися в одному місці в очікуванні моменту, коли можна буде випустити вміст. Шекман виділив три класи генів, які контролюють клітинну транспортну систему.
Джеймс Ротман, професор Єльського університету, зацікавився транспортними проблемами клітин пізніше, у 80-ті роки минулого століття. Він виявив, що точна доставка вмісту везикул можлива завдяки особливому білковому комплексу, вбудованому в мембрану, що оточує везикулу. Виявилося, що деякі гени, які Шекман визначив як відповідальні за транспортну регуляцію, працюють і у ссавців (Ротман працював з культурами клітин гризунів). А згодом виявилося, що це універсальний еволюційний механізм і для грибів, і для тварин, і для рослин.
Область інтересів професора Стенфордського університету Томаса Зюдофа - взаємини нервових клітин. Як відбувається передача сигнальних молекул - зрозуміло, зрозуміло, які гени відповідають за процес. Але яким чином доставка здійснюється точно в строк? Виявилося, що вся справа в іонах кальцію: вони-то і виконують роль сигналу, за яким білок везикули зв'язується з мембраною того місця, куди потрібно доставити цінний вантаж.
Знання всіх цих процесів надзвичайно важливе для того, щоб зрозуміти механізми регуляції організму не тільки в нормі, але і при різних патологіях. Порушення транспортної системи ведуть до неврологічних та імунних захворювань, діабету. Шекман зараз досліджує порушення везикулярного транспорту при хворобі Альцгеймера.
Торік премія з фізіології та медицини була присуджена японському вченому Синьо Яманаці і британському біологу Джону Гердону за роботи в галузі біології розвитку та отримання індукованих стовбурових клітин.