Az autofágia kutatása

autofágia, citoplazma, élesztősejtek, lizoszóma, mitokrondrium, Nobel-díj, organellum, sejtek

Oszumi Josinori japán tudós 2016-ban kapott orvosi-élettani Nobel-díjat a sejtkutatás területén elért eredményeiért. A 71 éves tudós a hatodik japán orvosi Nobel-díjas és a huszonharmadik japán Nobel-díjas. Kutatási területe az autofágia, vagyis a sejtekben zajló, önevésnek nevezett folyamat vizsgálata. Oszumi 1993-ban publikálta azokat az eredményeit, amelyek fordulópontot jelentettek az autofágia kutatásban.

Mi az az autofágia?

Az autofágia szó a görög autosz = önmaga, saját, és a phagó = eszik, fal szavak összetétele. (Ez utóbbit a biológiában a fagociták nevéből is ismerhetjük.)

Oszumi Josinori fedezte fel, hogy az élesztő a legalkalmasabb az autofágia vizsgálatára. Ebben az anyagban szinte élő közvetítésben nézhetjük végig a folyamatot. A képen az élesztőben lévő autofagoszómák elektronmikroszkópos képei is láthatóak.

Azt a folyamatot jelöli, amelynek során a sejtekben azok bizonyos elemei különféle okokból és célokkal felfalják, lebontják a fölöslegessé vált, elöregedett vagy csak hibásan feltekeredett fehérjéket. Ha ez nem történik meg vagy korlátozódik, akkor a sejtben felhalmozódnak a fölösleges vagy a hibás fehérjék, amit a sejt csak ideig-óráig képes tolerálni és egy idő után menthetetlenül elpusztul.

Ebből nyilvánvaló, hogy az autofágia hiánya vagy sérülése az élő szervezetekben súlyos betegségekhez vezethet, hiszen halott sejtek tömegét is okozhatja, megzavarva ezzel a sejtek általános anyagcseréjét.

Mit ismernek már a citoplazma egységeiből?

A lebomlási folyamat egyik fontos komponense egy sejten belüli szervrész, amelyet szakszóval organellumnak neveznek. Az organelumok a morfológialag szerkezet nélkülinek látszó citoplazmában vannak beágyazva. A citoplazma azonban, a látszat ellenére jól szervezett molekuláris szerkezettel rendelkezik, amit a benne lejátszódó biokémiai folyamatok időbeli és funkcionális rendezettsége bizonyít.

Ezeket a folyamatokat vizsgálták azok a kutatók is, akik a sejtek autofágiájára, öntisztulására voltak kíváncsiak. A folyamatokban kiemelt szerepet játszanak azok az organellumok, amelyek olyan enzimeket tartalmazhatnak, amelyek képesek megemészteni az egyéb sejtalkotókat. Azt az organellumot, amely kifejezetten emésztő funkciójú, lizoszómának nevezték el.

Felfedezése a belga Christian de Duve érdeme, aki 1974-ben szintén megkapta az orvosi Nobel-díjat. (Albert Claude-dal és George Emil Palade-dal megosztva, az élő sejt alkotórészeinek elkülönítésére és elemzésére szolgáló módszerek kifejlesztésért.)

Az autofágia vázlatos folyamata. (Forrás: nobel.se)

A hetvenes években a kutatók azt is látták, hogy a lizoszómák egy részében nagy mennyiségű sejtalkotók, gyakran teljes mitokondriumok vannak. (Léteznek sejtek – például a vörösvérsejtek –, amelyek nem rendelkeznek mitokondriummal és így merőben másféle folyamatok zajlanak bennük.)

A mitokondriumok jellegzetes kettős membránnal határolt szervecskék, amelyeknek saját (anyai eredetű) DNS-tartalmuk van. Az autofágiában közreműködő sejtrészeket sokáig csak hosszú preparálást és beágyazást igénylő, elektronmikroszkóppal vizsgálható, szupervékony metszeteken tudták egyértelműen beazonosítani.

A francia tudós által megkezdett kutatásokba egy magyar biológus, Kovács János professzor is bekapcsolódott. Ő 1959 és 1962 között az akkori Leningrádi Egyetemen kísérletezett olyan, élő festékekkel, amelyek úgy festettek meg sejtszervecskéket, hogy közben nem pusztították el magukat a sejteket. És mivel az egyik festéke éppen a de Duve felfedezte lizoszómákat festette meg, ő is folytatni tudta az autofágia kutatását.

Majd, miután hazatért Magyarországra, az ELTE Sejt- és Fejlődésbiológiai Tanszékén több kutatótársával együtt sikeres kutatócsoporttal alapozta meg a hazai kutatásokat. Ebben a csoportban hozták létre például az első, autofágiában gátolt többsejtű élőlényt, egy mutáns muslica törzset is. Ma már sokan dolgoznak ezekben a kutatásokban, így például az ELTE Genetikai Tanszékén, illetve az MTA Szegedi Biológiai Kutatóközpontjában létrehozott Lendület Drosophila Autofágia Kutatócsoportban is.

Bár a kutatók pontosan még nem ismerik az autofágia lehetőségeit a rák legyőzésében, de mivel a rák lényege a sejthalál tökéletes kizárása, logikus, hogy a felemésztésen dolgozó autofágiát esélyesnek tekintsék. A képen kutatók azt demonstrálják, hogy a cannabis (marihuána) fő aktív összetevője, a delta-(9)-tetrahidrokannabinol (THC) miként serkentheti a sejthalált az autofágia élénkítésével az emberi agydaganat sejtjeiben.

Mi volt a perdöntő lépés?

Oszumi Josinori akkor tudott továbblépni az addigi kutatásokon, amikor felismerte, hogy elsősorban a génekre kell koncentrálnia, illetve hogy az autofágia folyamata az élesztősejtekben is létezik. Ez utóbbi azért volt fontos, mert az élesztősejtek az addig vizsgált anyagoknál jóval könnyebben kezelhetőek és a génjeik is viszonylag könnyen manipulálhatóak, vagyis jóval gyorsabban és könnyebben lehetett vizsgálódni. Ezután indirekt úton közelítette meg a célját: olyan mutáns élesztőtörzset hozott létre, amelyekben megsérült az autofágia folyamata, majd miután a sérülés nyomán meghatározta, hogy konkrétan milyen gének romlottak el, azonosította a folyamat legfontosabb résztvevőit.

Az élesztő bevonásának köszönhetően felgyorsult az autofágia kutatása, és könnyebben kapcsolódhatott össze a betegségek kutatásával is. Azóta a biológusok és az orvosok számára is egyre világosabb, hogy a sejten belül zajló autofágiának hatalmas jelentősége van mind a gerinces, mind a gerinctelen élőlények egyedfejlődésében. Ezek homeosztázisa végzetesen fel is borulhat, ha az autofágia folyamata valamilyen okból nem működik. A kutatása tehát az ember egészsége, sőt az élethossza miatt is fontos.

Számos daganatos betegségnek, a 2-es típusú cukorbetegségnek, idegsejt-pusztulással járó betegségeknek (köztük az Alzheimer- és a Parkinson-kórnak), de egyszerűen a szükségesnél gyorsabb öregedésnek is előidézője lehet, ha a sejtekben leállt vagy megsérült az öntisztítás, önemésztés folyamata. Mindez természetesen azt is jelenti, hogy a kutatásokhoz gyógyszerkísérletek is kapcsolódnak. És bár ma még ezek csak a kezdeti lépéseknél tartanak, biztosak lehetünk benne, hogy előbb-utóbb meglesznek azok az anyagok, amelyekkel sokféle, és főképp arányos módon tudják majd befolyásolni – szükség szerint serkenteni vagy gátolni – az autofágiát. Hiszen ez egy meglehetősen érzékeny és több összetevőből álló folyamat, amelyet a felépülés és a lebomlás dinamikus egyensúlya tart meg, az optimális állapotában.Nem mindegy tehát, hogy hogyan és mivel avatkoznak bele a sejtek „takarítói” tevékenységébe.

Mindenesetre addig, amíg ennél többet tudhatunk meg erről a területről, a kutatók egy dolgot mindig el szoktak mondani: az autofágiát az életmódunkkal tudjuk a legjobban szabályozni. Egészséges étkezéssel és rendszeres testmozgással bizonyítottan a normális szinten tudjuk tartani a sejtjeink autofágiáját.

 

Lévai Júlia


Címkék:

1917-es szocialista forradalom  A kis herceg  Ady Endre  Aiszóposz  Aitken  Albert de Mun  Ammut  Anaximandrosz  Angol Park  Antarktisz  Antoine de Saint-Exupéry  Anubisz  Apollón  Arakhné  Arany János  Arisztotelész  Arkhimédész  Artemisz  Asszír Birodalom  Aszklépion  Aszklépiosz  Atlanti-óceán  Augustus  Ausztrália  Babits Mihály  Baradla-barlang  Belgium  Benedek-rend  Besztercebánya  Biblia  Biblioteca Joanina  Bornemisza Anna  Buda  Budapest  Budapesti Vidám Park  Buddha  Carl Friedrich Gauss  Charles Babbage  Charles de Gaulle  Chicago  Churchill  Claude Chappe  Coriolis-erő  Curiosity  Cynara  Danaé  Dante  Dante Alighieri  Dionüszosz  Dzsingisz kán  Dávid király  Edward Jenner  Egri csillagok  Emese  Erzsébet királyné  Esterházy Miklós Móric  Esterházy Péter  Fahrenheit  Fehérlófia  Fekete István  Feneketlen-tó  Ferenc József  Ferenc pápa  Fiume  Formózusz pápa  Fourier-transzformáció  Franciaország  Fribourgi Unió  Föld  Földközi-tenger  Fővárosi Állat- és Növénykert  Galilei  Galénosz  Ganésa  Geomancia  Guinness rekordok  Hans Christian Andersen  Hedy Lamarr  Hermész  Hippokratész  Hitler  Homo sapiens  Héber Biblia  Héra  Hérodotosz  I. Erzsébet  India    Jackie Cochran  Jahve  James Prescott Joule  Japán  Jean de La Fontaine  John D. O’Sullivan  Juhász Gyula  Jules Verne  Julius Caesar  Justh-párt  János vitéz  Jézus  József Attila  Kaffka Margit  Kheirón  Királyok Völgye  Kivonulás könyve  Kolumbusz Kristóf  Koppenhága  Korónisz  Kosztolányi Dezső  Kréta  Kyatice-kultúra  Károlyi Mihály  Kígyótartó  Kína  LOGICO  La Trappe  Las Vegas  Lazarro Spallanzani  Lazzaretto Vecchio  Leonardo da Vinci  Liège  Louis Pasteur  Lucifer  Lukács László  Lyme-kór  Léda  Mafra-palota  Magyar Madártani és Természetvédelmi Egyesület  Magyar Természettudományi Múzeum  Marco Polo  Margit-sziget  Margitsziget  Marokkó  Mars  Medúsza  Melbourne  Mesekönyvek  Mexikó  Mezopotámia  Mi MICSODA  Milánó  Minerva  Mithridatész  Moirák  Monte Cristo grófja  Munkás Szent József  Mária  Mária Terézia  Mária csillaga  Márton kenyere  Mátyás király  Mózes  Nagy Konstantin  Nagy Sándor  Nagy-korallzátony  Napóleon  Nautilus  Nelson altengernagy  Newton  Nivelles  Nobel-díj  Normandia  Normandiai partraszállás  Notre-Dame  Nursiai szent Benedek  Nyugat folyóirat  Nyulak szigete  Olimposz  Oroszország  Országház  Pallasz Athéné  Pegazus  Perszeusz  Perzsia  Pesti Állatkert  Petőfi Sándor  Plinius  Pompeius Magnus  Popham-kód  Porete-i Margit  Portugália  Poszeidón  Párizs  Pégaszosz  Rijeka  Robert Owen  Roosevelt  Rubik Ernő  Róma  Római Birodalom  Santorius  Sinanshao  Sixtus-kápolna  Skócia  Stephen Hawking  Szent Heléna  Szent Margit  Szent Márk székesegyház  Szent Patrik  Szent-Györgyi Albert  Szerb Antal  Szicília  Szociáldemokrata Párt  Szogdia  Széchenyi István  Thesszaloniké  Tiberius császár  Tisza István  Titanic  Tompa Mihály  VII. István pápa  Vatikán  Velence  Velencei Köztársaság  Verona  Vosztok-tó  Vurstli  Városliget  Vénusz légycsapója  Werbőczy István  Wilhelm Emmanuel Ketteler  XIII. Leó pápa  XV. Lajos  Xántus János  Zeusz  alvás  anemométer  antibiotikum  arakhnofóbia  archea  articsóka  autofágia  autó  axolotl  bagoly  baktérium  barlangok  barlangrajz  beginák  beginázs  belsőégésű motor  beporzás  betegség  biológia  bozóttűz  buddhizmus  béka  békakirály  békamentők  békák  bölcső  búvárfelszerelés  búvárharang  búvárkodás  cidrimókus  cineol  ciszterciták  citoplazma  corona  csapdaállítók  csatorna  csecsemők  császármetszés  császárság  csütörtök  cukor  cégér  céhek  címer  delej  denevér  diadém  dob  drón  dízelmotor  dórok  echolokáció  egyensúly  egyiptom  egyszarvú  ektoparazita  elefánt  emlős  epekő  eretnek  etimológia  etruszkok  eukaliptusz  fasírt  fejdísz  fejlesztés  fekete lyuk  feketehimlő  felfedezés  felvilágosodás  feng-shui  finommotorika  fogkő  foglalkoztató  folyadékkristály  fondendoszkóp  frank  fáraó  félelem  füst  füstjelzés  füstölgő  gabona  galea  gallok  griffmadár  gyerekjáték  gyufásdoboz  gyárak  gyógyszer  gyógyszertár  gyógyítás  gyöngy  gyöngyhalászat  gót  gőzgép  gőzhajó  gőzmozdony  hableány  hadművelet  hajmosás  hajógyártás  hajózás  halak  halál  halálbüntetés  hangsebesség  hatalom  higany  himnusz  hiszti  hullazsinat  hullámvasút  humanizmus  hurrikán  háború  hóhér  húsevő nyövények  hőmérséklet  hőmérő  időjárás  ikozaéder  illat  immunitás  indiánok  inga  inkubátor  interjú  internet  ipari forradalom  irodalom  iránytű  iskolakezdés  iskolaérettség  istenek  jel  jelhordozó  jelrendszer  járvány  játék  kakas  kalauzhajó  kalogathia  kalóz  kalózlevél  kalózállam  kamelaukion  kamikáze  kancsókák  kapitalizmus  karantén  kardigán  karmosbéka  karthauziak  katapult  kausia  kavicsok  kereskedelem  kereszténység  keszonbetegség  királynévíz  kisföldalatti  klímaváltozás  koala  kolera  komló  koncepciós per  kopoltyú  korall  korona  koronavírus  koszorú  kullancs  kultúra  kálvinizmus  készségfejlesztő  kétszikűek  kétéltűek  kígyó  kínai nagy fal  kínaiak  kódrendszer  kórház  kölni  könyvtár  kötéltánc  közegészségügy  kőzetek  lazarett  lincselés  lizoszóma  lovasfutár  lárva  látás  láz  lázfa  léggömb  léghajó  légiposta  légzés  lövedékvető  lúg  magasság  magnetoszféra  magnetosztrikció  malária  mandula  manna  mannatövis  mannazuzmó  manufaktura  marcipán  masszázs  matchbox  mechanikus szerkezet  mese  mesék  metamorfózis  meteorológia  metró  mikrobiológia  mimivírus  mirtuszfélék  misztikus lények  mitokrondrium  moszkító  munkások  mutualizmus  mágnes  mágnesesség  mágnesség  május  május 1  második világháború  méhek  méhlepény  méreg  narentinok  narvál  neandervölgyi  nimfa  nyál  nyár  népmesék  népvándorlás  olimpia  olvasás  organellum  ormány  orvoslás  oxigénfelvétel  parfüm  paróka  pedagógus  permafroszt  pestis  pilóta  placenta  postakocsi  pszichológus  pápaság  pékség  pók  rajz  rekamié  repülés  repülőgép  repülőtér  retina  robot  rovarok  rádiócsillagászat  rák  rákgyógyszer  régészet  rózsaolaj  sajt  sampon  sejtek  sellő  selyemút  sisakkorona  sport  szakszervezetek  szalamandrafélék  szanatórium  szappan  szappanbuborék  szavak  szem  szemafor  személynevek  szendvics  szerzetes  szerzetesrendek  szimbólum  szocializmus  szogdok  szonár  sztetoszkóp  sztrájk  szász  szél  szélkakas  szélzsák  szúnyog  szúnyoglárva  szülés  sáska  sáskajárás  sör  tamariszkusz  tanulójáték  teaút  tenger  tengeralattjáró  terhesség  terhességi teszt  terroristák  teszt  tesztelés  tetvek  thrákok  tirrének  tisztálkodás  tobzoska  torpedó  trappista sajt  trappisták  tudomány  turul  tájfun  tájoló  távíró  tömegközlekedés  törökfürdő  tükörtávíró  tüntetés  tőzsde  tűz  tűzoltók  ultrahang  unikornis  utópista szocializmus  vakcina  vakság  vasút  vegyszer  vesekő  veszteglőház  veszélyeztetett fajok  vidra  vidámpark  vikingek  világháború  virágok  virágállat  vitorlázórepülés  vizelet  vonat  vonatrablás  védőoltás  vérvörös csütörtök  vírus  víz  vörös nemeskorall  vörösfenyő  wifi  zsilip  zászló  Álmos  Északi-sark  Óbudai Hajógyár  Ószövetség  Ótestamentum  állatkert  általános választójog  átalakulás  éhínség  élesztősejtek  élőhely  élősködők  ízeltlábúak  óceán  ókor  ókori Egyiptom  ókori Görögország  öngyilkos merénylők  újszülött  úthálózat  ősbaktérium