За что дали Нобелевскую премию по медицине в 2021 году?
4 октября 2021 года новость о том, что Нобелевский комитет присудил звания лауреатов Нобелевской премии в области медицины и физиологии американским ученым – Дэвиду Джулиусу и Ардему Патапутяну облетела весь мир. Открытие рецепторов температуры и тактильных рецепторов оказалось сенсационным, что оценил Нобелевский комитет в 2021 году.
Источникь картинки: https://www.bbc.com/russian/news-58788418
Немного истории
В течение последних десяти лет, Дэвид Джулиус занимался изучением молекулярных механизмов, лежащих в основе восприятия боли и прикосновения. Джулиус заметил, что острая и горячая еда вызывают одинаковые ощущения, и предположил, что алкалоид перца капсаицин активирует тот же рецептор, что и высокая температура. Ученый перебрал тысячи вариантов и обнаружил ответственный за эту реакцию белок, белок был чувствительен к температурам от 43℃. В результате белок назвали TRPV1 (transient receptor potential cation channel subfamily V member 1). Этот белок, как и все прочие члены семейства TRP, формирует ионный канал, который в открытом состоянии пропускает неорганические катионы (в первую очередь это Na+ и Ca2+) и органические катионы, в том числе довольно крупные. В 1997 году, в журнале Nature, Джулиус с командой ученых опубликовали результаты своей работы. Позже, в 1999 году, Джулиус открыл еще один подобный белок, названный TRPV2. Активация данного белка требовала более высоких температур – от 52℃.
Совпадений не бывает
Далее в 2002 году, два независимых открытия подтвердили существование рецептора на холод. Два исследователя опубликовали статьи в престижных журналах: Дэвид Джулиус в Nature, а Ардем Патапутян в Cell. Впервые открытый белок был назван – CMR1 (Джулиус) и TRPM8 (Патапутян). И снова открытию белка поспособствовало вещество-раздражитель – ментол. Ментол активирует рецепторы, которые посылают сигнал головному мозгу. В результате мы чувствуем прикосновение к чему-то прохладному, через взаимодействие с теми же рецепторными каналами, что и в случае с горячим.
Далее в течении нескольких лет подряд, в лаборатории Патапутяна, было открыто несколько видов рецепторов:
- TRPA1 – реагирует на очень низкие температуры (влияние последних может вызывать боль), может актироваться по средством влияния различных летучих веществ и ядов, вызывая раздражение в слизистых оболочках (кашель, слезоточивость) и чувство боли и зуда (например, при укусах некоторых насекомых, скорпионов и т. д.). С мутациями данного белка связывают синдром хронической боли и гиперчувствительности;
- TRPM3 – реагирует на мягкое тепло. Работа данного белка может быть связана с процессом появления возрастных изменений кожи (наибольшее количество расположено в мембранах кератиноцитов кожи);
- TRPC5 – рецепторный белок, отвечающий за зубную боль (экспрессируется в клетках пульпу зуба).
Таким образом, все открытые рецепторные белки, так и иначе повлияли на развитие практической медицины в области борьбы с болью. К примеру, рецепторные белки TRPV1 и TRPV2 обладают способностью пропускать органические катионы, что открывает возможность в разработке новых методов анестезии.
И это еще не все
В 2010 году группа Патапутяна открыла механорецепторы, реагирующие на давление и другие виды механического воздействия. Белки PIEZO1 и PIEZO2 обнаружены в нервных окончаниях, подходящих к чувствительным структурам в коже и мышцах. Работа этих ионных каналов и обеспечивает восприятие тактильных ощущений на коже, а также способность ощущать положение собственных частей тела относительно друг друга, чувствовать напряжение собственных мышц. Интересно, что изначально Ардем Патапутян составил список из 72 генов-кандидатов на роль осязательного рецептора и начал отключать их по очереди. Нужный ген оказался самым последним.
О главном
Открытие американских ученых, Дэвида Джулиуса и Ардема Патапутяна, действительно является величайшим в мире в виду того, что полученные данные позволили не только «пролить свет» на природу тех или иных ощущений, но и открыли механизм функционирования рецепторов в обеспечение нормального развития и функционирования множества тканей и органов в нашем организме. Полученные знания помогут преодолеть трудности в решении вопросов практической медицины, в части лечения хронического болевого синдрома.
"Уровень открытия должен быть очень высоким. Это не может быть изобретением или усовершенствованием чего-то существующего» - отметила член Нобелевской ассамблеи профессор Джулин Зират, в интервью перед вручением премии. И это действительно открытие.
Обсудить последние новости со всеми коллегами России вы можете в чатах:
