09.12.2012

Медицинский «Нобель» по химии

Лауреатами Нобелевской премии по химии стали профессора медицины из США Роберт Лефковиц и Брайан Кобилка. Комитет отметил их работы по изучению рецепторов, сопряженных с G-белком.

«Человеческое тело — это точно настроенный механизм, работа которого определяется взаимодействием миллиардов клеток. Каждая клетка снабжена мельчайшими рецепторами, с помощью которых она «чувствует» окружающую среду. Обрабатывая их сигналы, она адаптируется к меняющимся условиям. Роберт Лефковиц и Брайан Кобилка совершили основополагающие открытия, объяснившие, как работает один из важных классов этих рецепторов — рецепторы, сопряженные с G-белком, — говорится в сообщении Нобелевского комитета. — В течение длительного времени для ученых оставалось загадкой, как клетки «осязают» окружающую их среду. Было известно, что такие гормоны, как адреналин, производят поразительные изменения: растет кровяное давление, сердце начинает биться чаще.

Соответственно, ученые предполагали, что поверхность клеток снабжена неким датчиком, принимающим сигнал от гормонов. Но, из чего состояли эти рецепторы и как они работали, выяснить не удавалось.

Лефковиц в 1968 году начал использовать явление радиоактивности, чтобы напасть на след клеточных рецепторов. Он метил различные гормоны радиоактивным изотопом йода и таким образом следил за их передвижением. Так ему удалось найти на поверхности клеток несколько рецепторов и среди них адреналиновый β-адренорецептор. Группа ученых под его руководством смогла выделить рецептор из клеточной стенки и получить первое представление о том, как он работает.

Первый большой шаг был сделан в 1980-е годы. Пришедший в группу Лефковица Кобилка смог определить ген, кодирующий β-адренорецептор. Исследовав работу гена, ученые показали, что механизм его работы схож с тем, как работает в глазу светочувствительный рецептор.

Они поняли, что есть целое семейство рецепторов сходного строения и механизма функционирования.

Сегодня это семейство называют рецепторами, сопряженными с G-белком. Эти рецепторы кодируют около тысячи генов, и они ответственны за распознавание света, запахов, адреналина, гистамина, дофамина и серотонина. Почти половина всех лекарств работают, оказывая влияние на рецепторы, сопряженные с G-белком. Исследования Лефковица и Кобилки дали ответы на ключевые вопросы работы этих рецепторов. Более того, совсем недавно, в 2011 году, Кобилка добился нового прорывного результата: он и его научная группа «сфотографировали» β-адренорецептор в момент активации гормоном и отправки сигнала в клетку.

Эта «картина» — молекулярный шедевр, венец многих десятилетий работы».

Для лучшей иллюстрации работы рецепторов представитель Нобелевского комитета попросила чашечку кофе и, отпив, заявила: «Благодаря этим рецепторам, серпентинам, я могу осязать аромат кофе, посмотреть на эту красивую чашку.

Я могу понимать, что происходит в моем теле и вокруг меня. Тысячи сигналов проходят через мембраны клеток моего организма».

После этого Нобелевскому комитету удалось дозвониться до одного из лауреатов, Роберта Лефковица.

— Поздравляем, профессор! Сейчас у вас в Америке шесть утра, профессор из нашего комитета выпила чашечку кофе. Надеюсь, и вы тоже отпили, — сказал ведущий. — Вы в прямом эфире в Королевской академии наук Швеции. Что вы сейчас чувствуете?

— Я очень воодушевлен. Я спал, затем зазвонил телефон. Я не услышал звонок — когда я сплю, я надеваю беруши. Моя жена толкнула меня локтем и говорит: «Тебе кто-то звонит». Когда я взял трубку, это был сюрприз для меня, я этого совсем не ожидал. Я еще никому не сообщил.

До начала конференции я смог связаться с другим лауреатом по скайпу, мы с ним хорошие друзья, и мне хотелось первым его поздравить с получением премии.

— Какие у вас планы на сегодня?

— Думаю, это будет очень сложный день для меня. Я пойду на работу. Я собирался постричься, но, кажется, мне придется отложить это.

— Вы были раньше в Стокгольме? Собираетесь в декабре на церемонию вручения премии?

— Да, я был несколько раз там, посещал различные научные конференции. Конечно же, я приеду со своей женой в декабре. У меня очень большая семья, у меня пять детей и пять внуков. Я не знаю, смогут ли они все приехать, но тех, кто сможет, я обязательно приглашу.

— Рецепторы, сопряжённые с G-белком, за исследование которых вы получили Нобелевскую премию, необходимы для создания большого количества медицинских препаратов. Можете рассказать, почему это так?

— Для этого есть много факторов. Первый — в нашем организме большое количество таких рецепторов, они являются «воротами» в клетку. В результате этого такие рецепторы очень важны, потому что они участвуют в регулировании практических всех физиологических процессов организма.

Когда человек болен, нам, врачам, необходимо управлять деятельностью различных веществ и гормонов, как дофамин, например. И для этого нам важно понимать работу рецепторов.

— Вы ожидали, что вам вручат премию?

— Я думал об этом в долгосрочной перспективе. Пока же я думал, что могу спокойно спать.

Премию по химии прочили Луису Брюсу из Колумбийского университета (Нью-Йорк) за открытие квантовых точек — коллоидных полупроводниковых нанокристаллов, которые можно использовать как люминофоры и элементы квантового компьютера. Брюс, кстати, в 2008 году совместно с японцем Сумио Идзимой получил за это открытие престижную премию Кавли, считающуюся предвестником Нобелевки. Другой претендент — Акира Фудзисима, президент Токийского университета науки. Он открыл фотокаталитические свойства диоксида титана, «эффект Хонды-Фудзисимы».

Эта работа, сделанная им еще во время работы над кандидатской диссертацией под руководством профессора Кеничи Хонды в 1967 году, уже прошла проверку временем как чрезвычайно практически важная: способность диоксида титана к самоочистке произвела революцию в керамике, изготовлении стекла (самоочищающиеся стекла) и других отраслях промышленности.

На том же принципе основана очистка воздуха диоксидом титана в кондиционерах.

Масатаке Харута из Столичного университета Токио и Грэхэм Хатчингс из Университета Кардиффа могли получить Нобелевскую премию за работы по каталитическим свойствам наночастиц золота.

Александра Борисова, Николай Подорванюк

Источники:

1. www.gazeta.ru