Аутофагия: за что дали Нобелевскую премию по медицине
Впервые этот процесс описал в 1963 году бельгийский биолог Кристиан де Дюв, который наблюдал, как клетки «переваривают» ненужные вещества при помощи особых органелл, которые де Дюв назвал лизосомами. Однако механизмы аутофагии стали понятны только после экспериментов Ёсинори Осумы (в настоящее время он работает в Токийском технологическом институте в Йокогаме). Чтобы определить, какие гены отвечают за протекание аутофагии, Осума экспериментировал с штаммами дрожжей, у которых этот процесс протекал с отклонением от нормы.
У клетки есть два способа избавиться от биологического «мусора». Во-первых, она может воспользоваться огромными молекулами убиквитин-протеазы — фермента, который способен расщеплять белки на отдельные аминокислоты. Протеазы свободно плавают в цитоплазме. Осума исследовал второй способ — расщепление «мусора» в лизосомах; именно он называется аутофагией.
Аутофагия реализуется следующим образом: сначала клетка секвестрирует (изолирует) подлежащие уничтожению молекулы, выстраивая вокруг них мембрану. Получившаяся квазиорганелла с заключенной в нее молекулой или даже другой органеллой называется аутофагосомой. Затем аутофагосома сближается с лизосомой, образуя аутолизосому. Внутри нее изолированный объект подвергается воздействию гидролаз — ферментов, которые растворяют его.
Аутофагия — нормальная часть жизненного цикла клетки. Она обеспечивает выживание клетки при голодании, делает возможной дифференциацию клеток и контроль роста, а также участвует в регуляции многих других процессов в клетке. Неправильное протекани е аутофагии связывают с развитием болезни Паркинсона, диабета 2 типа и других болезней. Однако практического применения открытия Осуми и его коллег еще не нашли.