1. Можно ли выявить меланому по анализу крови?

2. Вбиральні: історичні, культурні та медичні аспекти

3. Все ли мы знаем о причинах развития старческого слабоумия?

4. Оголошено імена лауреатів Нобелівської премії в галузі фізіології та медицини 2013 р.

5. Кинути палити: від паліатив до реальних результатів

6. Поможет ли увеличение доступности диагностических тестов на ВИЧ-инфекцию остановить эпидемию?

7. Связан ли ранний мужской климакс с сердечной недостаточностью?

8. Следует ли сдавать анализы, если ничего не болит?

9. Как влияет женитьба и отцовство на уровень тестостерона?

10. Травмы органов мочеполовой системы

    Пасечников С.П.

11. Влияние различных доз тамсулозина на эректильную функцию при ее нарушениях и при СНМП

12. Мужское обрезание в качестве профилактики ВИЧ-инфицирования

13. Противозачаточные таблетки для мужчин поступят в продажу через 10 лет

14. Факторы риска развития острого простатита после проведения трансректальной биопсии предстательной железы

15. Вплив варикоцеле на чоловічу репродуктивну функцію

    Гаврилюк А.М., Кріль І.Й., Ломіковська М.П. та ін.

16. Новые технологии в урологии и андрологии

17. Достижения и перспективы в онкоурологии, пластической и реконструктивной хирургии мочевыводящих путей

Механізм транспортування клітинного «вантажу»

Перешкоди в транспортній системі клітини зумовлені генетичними чинниками

Точне стикування

Час вирішує все

Нобелівський комітет при Каролінському медичному інституті в Стокгольмі оголосив імена лауреатів премії в галузі фізіології та медицини. Ними стали вчені із США Джеймс Ротман (James E. Rothman) і Ренді Шекман (Randy W. Schekman), а також Томас Зюдхоф (Thomas C. Sudhof)з Німеччини. Нагорода присуджена за важливі відкриття механізмів, що регулюють везикулярний рух – основну транспортну систему клітин.

Кожна клітина – це своєрідна фабрика, яка виробляє молекули і направляє їх у різні частини тіла, – відзначили в Нобелівському комітеті, коментуючи прийняте рішення. Наприклад, інсулін потрапляє в кров, тоді як сигнальні речовини – нейротрансмітери – передаються від однієї нервової клітини до іншої. Молекули транспортуються по клітині в мікроскопічних пухирцях, які називаються везикулами. Три цьогорічні нобелівські лауреати відкрили принципи, які керують переміщенням молекул у клітині у відповідне місце в потрібний час.

Ренді Шекман ідентифікував групу генів, що відповідають за транспорт везикул. Джеймс Ротман виявив механізм, що дає змогу везикулам зливатися зі своїми мішенями для забезпечення передачі необхідного «вантажу». Томас Зюдхоф встановив, яким чином сигнали керують вивільненням речовин з везикул у відповідний момент. У ході своїх досліджень Дж. Ротман, Р. Шекман і Т. Зюдхоф відкрили дуже точну систему контролю транспорту і доставки клітинного «вантажу». Розлади в цій системі можуть мати небезпечні наслідки для здоров’я людини і призводити до створення умов для виникнення неврологічних захворювань, діабету та імунологічних порушень.

Механізм транспортування клітинного «вантажу» В начало статьи

Транспортна система клітини з її різними складовими – органелами – схожа на великий, сповнений метушні порт, у якому кожен «вантаж» повинен бути відправлений до свого пункту призначення в потрібний час. Клітини виробляють молекули (гормони, нейромедіатори, цитокіни, ферменти), які мають бути доставлені в інші місця всередині клітини або поза її межі у відповідний момент. Час і місце є дуже важливими факторами. Мініатюрні пухирці (везикули), оточені мембранами, транспортують «вантаж» між органелами або зливаються із зовнішньою мембраною клітини, вивільняючи його в міжклітинний простір. Це відіграє велику роль у проведенні нервових імпульсів при передачі хімічних посередників (медіаторів) або контролі метаболічних процесів у разі транспортування гормонів. Тож яким чином ці маленькі пухирці направляють свій «вантаж»?

Перешкоди в транспортній системі клітини зумовлені
генетичними чинниками В начало статьи

Ренді Шекман був захоплений тим, як організована клітинна транспортна система, і в 70-х роках XX ст. вирішив вивчити її генетичну основу на моделі дріжджів. При проведенні генетичного скринінгу він виявив дріжджові клітини з ушкодженим транспортним механізмом, що призводить до ситуації, яка нагадує погано регульовану систему громадського транспорту. Пухирці починають накопичуватися в певних частинах клітини. Учений встановив, що причина цих «заторів» належить до розряду генетичних, і спробував ідентифікувати мутантні гени.Р. Шекман визначив три класи генів, які контролюють функціонування транспортної системи клітини, і тим самим пролив світло на розуміння строго регульованого механізму, що опосередковує рух везикул у клітині.

Точне стикування В начало статьи

Джеймс Ротман також був заінтригований природою та особливостями функціонування транспортної системи клітини. При вивченні руху везикул у клітинах ссавців у 80-90-х роках він дослідив, що білковий комплекс дає можливість пухирцям стикуватися і зливатися з мембранами їхніх мішеней. У процесі злиття білки на везикулах і мембрани їхніх мішеней зв’язуються один з одним, як дві половини замка-блискавки. Завдяки тому, що існує багато таких білків і зв’язуються вони лише в певних комбінаціях, «вантаж» доставляється точно до місця призначення. Цей принцип діє як всередині клітини, так і у випадку, коли везикула приєднується до її зовнішньої мембрани, щоб вивільнити свій вміст.

З’ясувалося, що ці білкові комплекси у ссавців кодуються деякими з генів, які були ідентифіковані Ренді Шекманом при дослідженні на дріжджах. Отже, механізми, виявлені нобелівськими лауреатами, є універсальними, оскільки були відкриті й доведені на дріжджових клітинах і клітинах експериментальних теплокровних тварин. У такий спосіб вчені продемонстрували еволюційне походження транспортної системи клітини.

Час вирішує все В начало статьи

З’ясовано, що просторова точність доставки потрібних молекул забезпечується білковими комплексами, але чим тоді пояснюється її часова точність? На це запитання намагався знайти відповідь Томас Зюдхоф, вивчаючи взаємодію нервових клітин у мозку. Сигнальні молекули, нейромедіатори, передаються від одного нейрона до іншого за допомогою везикул відповідно до механізму, описаного Р. Шекманом і Дж. Ротманом, але віддати свій вміст везикули повинні лише в строго визначений момент, коли виникає необхідність у передачі нервового сигналу. Оскільки вже було відомо, що важливу роль у цьому процесі відіграють іони кальцію,Т. Зюдхоф у 90-х роках розпочав пошуки чутливих до кальцію білків на мембрані нервових клітин. Це дало йому змогу виявити молекулярні механізми, які відповідають за приплив іонів кальцію і направляють сусідні білки швидко з’єднувати везикули із зовнішньою мембраною нервової клітини. При цьому «замок-блискавка» відкривається, і відбувається вивільнення сигнальних речовин. Відкриттям Т. Зюдхофа пояснюється, яким чином досягається часова точність клітинного транспорту і як везикули можуть звільнитися від свого вмісту за командою.

Таким чином, три лауреати Нобелівської премії відкрили фундаментальний процес у фізіології клітини, показавши, як «вантаж» доставляється в потрібний час у точне місце всередині клітини чи за її межі. Механізми транспорту і злиття везикул відбуваються за однаковим принципом у таких несхожих між собою організмах людини і дріжджів. Транспортна система клітини є важливою для перебігу ряду фізіологічних процесів, при яких злиття везикул має контролюватися, починаючи від сигналізації в мозку і до вивільнення гормонів та імунних медіаторів – цитокінів. Рух дефектних везикул може спостерігатися при різних захворюваннях, у т.ч. при неврологічних та імунологічних порушеннях, а також при діабеті. Без такої відмінної організації злагоджене функціонування клітини могло би перетворитися на хаос.

За матеріалами http://www.nobelprize.org

Підготувала Марина Малєй

В начало статьи