Перекрыть болезням кислород: за что присудили Нобелевскую премию по медицине

Нобелевскую премию по медицине и физиологии присудили Питеру Рэтклифу, Уильяму Келину-младшему и Греггу Семенца. Ученые провели исследование о том, как клетки чувствуют и адаптируются к доступности кислорода.

Вручение Нобелевской премии по медицине и физиологии состоялось в понедельник, 7 октября. Лауреатами стали два ученых из США и один из Великобритании.

Уильям Келин-младший, сэр Питер Рэтклифф и Грегг Семенца обнаружили, как клетки могут чувствовать и адаптироваться к изменяющейся доступности кислорода. Они определили молекулярный механизм, который регулирует активность генов в ответ на различные уровни кислорода.

Исследование ученых может помочь в разработке новых стратегий в борьбе с анемией, раком и другими болезнями, сообщается на сайте Нобелевской премии.

^{Слева направо: Грегг Семенца, Питер Рэтклиф, Уильям Келин-младший
Фото: YouTube-канал Нобелевской премии}

Кислород необходим для жизни всех животных: он используется митохондриями, присутствующими практически во всех клетках организма, для преобразования пищи в полезную энергию. Но достаточно долгое время было неизвестно, как именно клетки чувствуют кислород.

В результате серии работ лауреаты установили, что для борьбы с недостатком кислорода в клетках есть специальный механизм, который «включает» набор специализированных генов, способных улучшить снабжение клетки кислородом.

Центральным элементом этого механизма оказался «фактор, индуцируемый гипоксией» (HIF). Греггу Семенца удалось установить, что этот «фактор» состоит из двух разных белков. В то время, когда клетка «задыхается» от недостатка кислорода (гипоксия), белки работают вместе, проникая в клеточное ядро, где находится ДНК. Там они находят нужные участки, присоединяются к ним и включают работу противогипоксических генов.

В начале 1990-х годов Грегг Семенца нашел ген, кодирующий белок HIF-1α — основную часть двухсоставного «включателя» HIF. Благодаря этому ученый нащупал нитку в клубке молекулярных путей, которые регулируют ответ клетки на недостаток кислорода.

Рэтклифф и Келин продолжили работать над этим открытием. Их исследование помогло ответить на другой вопрос — объяснить, как HIF может «чувствовать» уровень кислорода в клетке.

Исследование ученых, которым была присуждена Нобелевская премия, позволит определить стратегии борьбы с раком, ишемией, инфарктами и другими болезнями. Все эти болезни имеют прямое отношение к гипоксии. Клетки внутри опухолей потребляют много энергии и для жизни им нужно большое количество кислорода. Из-за этого возникает кислородное голодание, которое опухоль пытается компенсировать путем посылки во внешние ткани молекулярных сигналов.

Детальное понимание всех этих сигналов может помочь в разработке лекарств для усиления или подавления ответа на гипоксию в клетках.