Вчера, 7.10.2019, трое ученых в области медицины и физиологии – У. Келин из Гарвардаской медицинской школы, П. Рэтклифф из Оксфордского университета и Г. Семенц из Соединенных Штатов Америки – стали лауреатами Нобелевской премии в области физиологии и медицины. Ученые получили награду за исследования адаптации клеток к гипоксии.
Ученые смогли узнать, каким образом клетки адаптируются к кислороду. Согласно пресс-релизу, размещенному на ресурсе «Нобелевского комитета», медики обнаружили механизм, способный регулировать активность генов в зависимости от избытка или недостатка кислорода.
Благодаря открытию ученых, выяснилось, каким образом ведет себя организм при различной концентрации доступного кислорода. Так появилась возможность создавать новые пути борьбы с рядом недугов, включающих малокровие и онкологию.
Если организм испытывает дефицит кислорода — почки начинают производить гормон эритропоэтин. За счет этого в организме вырабатываются новые эритроциты, которые помогают доставить в кислород. Больше эритропоэтина – больше красных кровяных телец. Данный механизм изучили еще на заре 20 столетия, однако ученые не могли тогда понять, каким образом клеткам удается распознать кислород и приспособиться к его меняющемуся уровню.
Профессор Г. Семец занялся исследованием гена, регулирующего работу эритропоэтина. Он активируется в процессе кислородного голодания. Также этот ген изучал биолог П. Рэтклифф. Ученые действовали независимо друг от друга. При этом оба выяснили, что экспрессия гена зависит от концентрации кислорода. Семенц обнаружил комплекс HIF-1. Он состоит из белков и связывается с ДНК. Его можно активизировать только тогда, когда кислорода не хватает.
Келин в свою очередь, занимался изучением болезни Гиппеля-Линдау – редкого недуга, по причине которого могут развиваться отдельные типы злокачественных опухолей. Келин обнаружил, что поведение генов внутри клеток рака, связанных с дефицитом кислорода, зачастую повышена. Таким образом, рак, который возникал при заболевании Гиппеля-Линдау, развивался на фоне избытка кислорода.
Так и само заболевание Гиппеля-Линдау зависит от изменений внутри VHL. Ученый понял: ген, который борется с вышеуказанным недугом, напрямую зависит от белка HIF-1, позволяющего клеткам рака привыкнуть к пониженному количеству кислорода.
Исследователям удалось разобраться в механизме, благодаря которому клетки откликаются на избыток или недостаток кислорода, что имеет важное значение при развитии всевозможных заболеваний.
Так, люди, страдающие от почечной недостаточности, заболевают анемией, потому что почки не могут производить эритропоэтин.
Раковые клетки ведут себя противоположным образом — вырабатывают слишком много белка, связанного с недостатком кислорода. Таким образом, исследование гена VHL и фактора HIF-1 поможет в лечении онкозаболеваний.
