Το Νομπέλ Ιατρικής στην ενδοκυτταρική κυκλοφορία, James Rothman, Randy Schekman and Thomas Sudhof win 2013 Nobel prize for medicine

A screen at the press conference displays the joint winners of the 2013 Physiology or Medicine Nobel Prize. Photograph: Jonathan Nackstrand/AFP/Getty Images

Έναν βασικό κυτταρικό μηχανισμό αποκάλυψαν οι τρεις επιστήμονες που μοιράζονται το εφετινό Βραβείο Νομπέλ Ιατρικής: τον μηχανισμό εκείνον που επιτρέπει την μεταφορά συγκεκριμένων μορίων σε συγκεκριμένα σημεία και στην κατάλληλη χρονική στιγμή.

From left: James E. Rothman, Randy W. Schekman and Thomas C. Südhof. The Lasker Foundation; UC Berkeley; Mary Altaffer/Associated Press

Για να αντιληφθεί κανείς το πόσο ζωτικής σημασίας είναι ο μηχανισμός που ανακάλυψαν οι Τζέιμς Ρόθμαν (James E. Rothman), Ράντι Σέκμαν (Randy W. Schekman) και Τόμας Σίντοφ  (Thomas C. Südhof) αρκεί να πούμε ότι σχετίζεται με διεργασίες όπως η απελευθέρωση της ινσουλίνης στο αίμα ή η επικοινωνία νευρικών κυττάρων.

Κυτταρικός τροχονόμος 

Ο Ράντι Σέκμαν είναι καθηγητής στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Μπέρκλεϊ. Randy Schekman, who will share the 2013 Nobel Prize in Physiology or Medicine. Photo by Peg Skorpinski.

Και ενώ η αναγκαιότητα της ύπαρξης ενός μηχανισμού με ρόλο τροχονόμου στο κύτταρο ήταν σαφής, μέχρι τη δεκαετία του 1970, οι επιστήμονες δεν γνώριζαν και πολλά γι αυτόν. Έτσι, ο Ράντι Σέκμαν αποφάσισε να εργαστεί με μύκητες προκειμένου να αναζητήσει σε αυτό το απλό σύστημα την γενετική βάση του μηχανισμού.  Εντοπίζοντας μεταλλάξεις οι οποίες είχαν σαν αποτέλεσμα την παρεμπόδιση του ενδοκυτταρικού μηχανισμού μεταφοράς μορίων, ο αμερικανός επιστήμονας πέτυχε να αποκαλύψεις τις τρεις ομάδες γονιδίων που απαιτούνται για την ρύθμισή του.

Ο Τζέιμς Ρόθμαν είναι καθηγητής στο Πανεπιστήμιο Yale.

Ο μηχανισμός μεταφοράς μορίων από το ένα σημείο του κυττάρου στο άλλο καθώς και η απελευθέρωση των μορίων σε καλά καθορισμένα σημεία περιλαμβάνει κατ αρχάς τον σχηματισμό κυστιδίων, δομών που μοιάζουν με φούσκες και οι οποίες περικλείουν τα προς μεταφορά μόρια. Στην δεκαετία του 1980, ο επίσης αμερικανός Τζέιμς Ρόθμαν εργαζόμενος με κύτταρα θηλαστικών κατέδειξε ότι τα κυστίδια προσδένονται σε συγκεκριμένα σημεία στη μεμβράνη του κυττάρου επειδή σε αυτά εντοπίζονται πρωτεΐνες οι οποίες λειτουργούν σαν άγκυρες για τα κυστίδια.

Κυστίδια και άγκυρες

O Τόμας Σίντοφ είναι καθηγητής στο Πανεπιστήμιο Στάνφορντ. Thomas Sudhof won the 2013 Nobel Prize in Physiology or Medicine.

Το ότι ένα κυστίδιο έχει προσδεθεί σε ένα σημείο της κυτταρικής μεμβράνης δεν αρκεί για να αδειάσει σε αυτό το σημείο και το φορτίο του. Στην πραγματικότητα κάτι τέτοιο θα μπορούσε να είναι και καταστροφικό. Το πότε θα γίνει η απελευθέρωση του φορτίου αποκάλυψε ο τρίτος από τους εφετινούς τιμώμενους, τη δεκαετία του 1990. Ο γερμανικής καταγωγής Τόμας Σίντοφ εργαζόμενος με νευρικά κύτταρα κατέδειξε την ύπαρξη μιας κατηγορίας πρωτεϊνών οι οποίες λειτουργούν σαν διακόπτες: δίνουν εντολή στα κυστίδια να απελευθερώσουν το φορτίο τους. Οσο για το ποιος πατάει τον διακόπτη, αυτό τον ρόλο έχουν τα ιόντα ασβεστίου, η είσοδος των οποίων στο κύτταρο ενεργοποιεί την πρωτεΐνη-διακόπτη.

Ο μηχανισμός που αποκάλυψαν οι εφετινοί τιμώμενοι είναι τόσο κεντρικής σημασίας για την ανθρώπινη φυσιολογία που έστω και ένα μικρό ελάττωμά του οδηγεί σε σοβαρές ασθένειες. Μεγάλα ελαττώματά του δεν είναι συμβατά με τη ζωή.