Noble 2002: nagroda pokojowa, literatura, medycyna




Brenner, Sulston, Horvitz: tajniki śmierci

Jacek Kubiak



Badania tegorocznych noblistów w dziedzinie medycyny dają nadzieję na sterowanie procesem śmierci komórkowej w celach terapeutycznych.


Nagrodą wyróżniono trzech biologów: dwóch Brytyjczyków, Sydneya Brennera i Johna Sulstona, oraz Amerykanina Boba Horvitza. Dokonali przełomowych odkryć w dziedzinie biologii rozwoju, opisując mechanizmy genetyczne kierujące rozwojem nicienia o nazwie Caenorhabditis elegans. Na szczególną uwagę Komitetu Noblowskiego zasłużył jeden z tych procesów – zaprogramowana śmierć komórkowa, czyli apoptoza.
Ta niecodzienna przygoda naukowa zaczęła się na początku lat 60., gdy 35-letni Sydney Brenner, w kilka lat po doktoracie, doszedł do wniosku, że dokonały się właśnie najważniejsze odkrycia biologiczne: poznano strukturę białek i DNA, odkryto różne typy RNA i opisano mechanizmy powielania się informacji genetycznej, syntezy białek i ich enzymatycznej funkcji. Brenner doszedł do wniosku, że z wielkich pytań o sedno życia pozostało tylko jedno: jak dokonuje się harmonijny rozwój organizmu. A każdy organizm przechodzi podobny cykl życiowy: od jednokomórkowej zygoty, przechodzącej podziały komórkowe, do utworzenia zarodka, następnie dorosłego osobnika, który starzeje się i w końcu umiera. Procesy te zachodzą dzięki odczytywaniu genetycznej instrukcji zapisanej w genach. Brenner postanowił zbadać, jak jest ona tłumaczona.
Początkowo wahał się i zaproponował użycie do badań drobnych owadów. Po jakimś czasie doszedł do wniosku, że lepszym obiektem będzie mikroskopijny robak o nazwie Caenorhabditis briggsae lub Caenorhabditis elegans. Zaletą ostatniego były małe rozmiary ciała i przejrzystość, co pozwalało śledzić jego rozwój pod mikroskopem. Bez problemów hodowano go w laboratorium. Wybór okazał się strzałem w dziesiątkę, a badania Brennera szybko przyniosły wiele zaskakujących wyników. W ślad za nim coraz więcej uczonych przekonywało się o przydatności tego organizmu do opisywania zagadek rozwoju.
Prace dwóch pozostałych noblistów udowodniły, że badając rozwój robaka można poznać nie tylko tajniki życia, ale również śmierci. Sulston wykrył pierwszy gen powodujący apoptozę, Horvitz znalazł kilka dalszych oraz wykrył geny hamujące ten proces. Badania miały kapitalne znaczenie dla zrozumienia, jak Natura „rzeźbi” ciało robaka: jedne komórki namnażają się, inne eliminowane są właśnie na drodze apoptozy. Rychło okazało się, że te same mechanizmy biorą udział w tworzeniu organizmu ludzkiego. Udowodnił to Bob Horvitz, odnajdując odpowiedniki genów C. elegans u człowieka.
Sydney Brenner, choć usatysfakcjonowany wyborem drogi naukowej (dostał „małego Nobla” – nagrodę Laskera już w 1971 r.), nie zrezygnował z ekscentrycznych pomysłów. Przeforsował ideę odczytania genomu mikroskopijnego ulubieńca i C. elegans stał się pierwszym organizmem wielokomórkowym, u którego tego dokonano. Blisko 40 proc. odpowiedników genów robaka znajduje się również w naszym genomie. Naukowcom łatwiej badać funkcje genów u nicienia niż człowieka, a uzyskane informacje nie tylko zaspokajają ciekawość, ale przyniosą też zapewne liczne zastosowania medyczne.
Dzięki poznaniu działania genów robaka w trakcie jego rozwoju dowiedzieliśmy się, w jaki sposób również komórki naszego organizmu „dokonują wyboru”: dzielić się, przekształcać w mięśnie, neurony, skórę, czy też umrzeć. Odkrycie procesu apoptozy ma nieocenione znaczenie dla medycyny: niesprawnie przeprowadzona śmierć komórkowa neuronów w mózgu płodów ludzkich jest jedną z przyczyn schizofrenii, również ona chroni nieśmiertelne komórki rakowe i jest konieczna do odnowy komórek krwi. Badania tegorocznych noblistów dają nadzieję na sterowanie procesem śmierci komórkowej w celach medycznych. Poznanie mechanizmów molekularnych apoptozy pozwoli na opracowanie leków zmuszających komórki nowotworowe do śmierci, a obumierające zbyt szybko w chorobach neurodegeneracyjnych neurony – do przetrwania. Metody stosowane do badań funkcji genów robaka posłużą w przyszłości do leczenia chorób genetycznych spowodowanych złą regulacją genów i do zwalczania wirusa HIV.

Autor jest biologiem-genetykiem, pracuje w CNRS – Narodowym Centrum Badań Naukowych oraz Uniwersytecie Rennes 1 we Francji. Stale współpracuje z „TP”. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Nr 42 (2780), 20 października 2002

do góry

 

© 2000 Tygodnik Powszechny
Szczegółowe informacje o Redakcji; e-mail: redakcja@tygodnik.com.pl