За какое исследование присудили Нобелевскую премию по медицине в 2019 году?
Нобелевский комитет в понедельник, 7 октября, присудил трем ученым премию по медицине и физиологии. Ее лауреатами стали американец Уильям Келин (Гарвардская медицинская школа), британец сэр Питер Рэтклифф (Оксфордский университет) и американец Грегг Семенца (Университет Джонса Хопкинса). Об этом сообщается на официальном сайте премии. Награду ученые получили за исследование адаптации клеток к недостатку кислорода.
За какое открытие присудили премию?
Премия была присуждена «за открытие того, как клетки чувствуют и адаптируются к доступности кислорода». В частности, как следует из пресс-релиза, размещенного на сайте Нобелевского комитета, ученые нашли молекулярный механизм, регулирующий активность генов в ответ на различные уровни кислорода. Открытия лауреатов помогли узнать детали того, как именно организм реагирует на недостаток или избыток доступного кислорода, и проложили путь для создания новых стратегий борьбы с анемией, раком и другими заболеваниями.
О каком механизме идет речь и на что он влияет?
Если в организме есть недостаток кислорода (гипоксия), то повышается уровень гормона эритропоэтина, который выделяется почками. Это стимулирует производство новых эритроцитов для доставки кислорода. То есть чем больше вырабатывается эритропоэтина, тем больше в крови образуется красных кровяных телец. Этот механизм был изучен еще в начале XX века, но долгое время было неизвестно, как именно клетки распознают кислород и приспосабливаются к изменениям его уровня.
Так, в частности, профессор Школы медицины при Университете Джонса Хопкинса Грегг Семенца изучал ген, который регулирует работу эритропоэтина в ответ на кислородное голодание. Независимо от него работу этого гена исследовал также врач и молекулярный биолог Питер Рэтклифф. Ученые выяснили, что кислород регулирует экспрессию гена (процесс, при котором наследственная информация от гена преобразуется в функциональный продукт: РНК или белок) в самых разных тканях организма, а не только в почках. Анализируя связь между накоплением кислорода и экспрессией гена эритропоэтина Грегг Семенца обнаружил HIF-1 (hypoxia-inducing factor, индуцируемый гипоксией фактор) — комплекс, состоящий из белков, который связывается с ДНК напрямую. Он активируется только при недостатке кислорода.
Третий ученый — онколог Уильям Келин — изучал болезнь Гиппеля-Линдау (это редкое генетическое заболевание, при котором чаще развиваются определенные типы рака). Он обнаружил, что в раковых клетках экспрессия генов, связанных с гипоксией, часто повышена. То есть опухоли, которые образуются во время этого заболевания, развиваются на фоне избытка кислорода. В частности, болезнь Гиппеля-Линдау связана с мутацией в гене VHL (сокр. от нем. Von Hippel-Lindau). Исследователь обнаружил, что ген, который работает против этой болезни, связан с белком HIF-1, позволяющим раковым клеткам адаптироваться к среде с низким содержанием кислорода.
Как это открытие могут применять в медицине?
Исследованный учеными механизм, посредством которого клетки реагируют на концентрацию кислорода, играет роль в развитии различных болезней человека. Так, например, из-за того, что почки не справляются с производством эритропоэтина, пациенты с почечной недостаточностью страдают от анемии. Многие опухоли, наоборот, производят избыточное количество белков, связанных с гипоксией. Поэтому исследование фактора HIF-1 и гена VHL поможет при лечении онкологических заболеваний.
Когда пройдет вручение премии и каков ее размер?
Вручение награды состоится 10 декабря, в день смерти Альфреда Нобеля. В 2019 году размер Нобелевской премии составит 9 миллионов крон (порядка 913 тысяч долларов).
