Autofagia to proces usuwania i recyklingu zawartości komórek, w tym jej organelli. Grecki termin oznacza „zjadanie siebie”.
Od lat 60. XX wieku naukowcy obserwowali pod mikroskopem, jak w obrębie komórek tworzą się pęcherzyki błonowe, w których zamykane są fragmenty cytoplazmy wraz z pływającymi w niej strukturami, i jak te ulegają następnie degradacji. Yoshinori Ohsumi z Tokijskiego Instytutu Technologicznego wskazał kluczowe geny odpowiedzialne za ten proces i odkrył, jak powstają owe pęcherzyki zwane autofagosomami, jak trafiają do nich struktury komórkowe, które mają zostać poddane recyklingowi, i jak łączą się one z tzw. lizosomem (za jego odkrycie Nobla już w 1974 r. dostał Christian de Duve), który jest swego rodzaju zbiornikiem enzymów. W efekcie tej fuzji do wnętrza komórki z powrotem uwalniane są składniki budulcowe, z których mogą powstawać nowe struktury.
Odkrycia te zwróciły uwagę na rolę autofagii w takich procesach zachodzących w komórkach, jak reakcja na stres czy infekcję.
Jak to często bywa w badaniach nad biologią komórki, pionierskie eksperymenty Yoshinori Ohsumi prowadził na komórkach drożdży, a dopiero później potwierdził obecność analogicznych systemów w komórkach zwierzęcych i ludzkich. Na początku badacz obawiał się, że w niewielkich drożdżach nie uda mu się zaobserwować autofagii pod mikroskopem. Ale wpadł na pewien trik. U drożdży strukturą analogiczną do lizosomów, gdzie zbierają się enzymy trawienne, jest wakuola. Naukowiec tak zmutował drożdże, by nie produkowały enzymów obecnych w wakuoli. Dodatkowo głodził komórki, by skłonić je do „jedzenia samych siebie”, żeby przetrwać. W ten sposób zaobserwował pod mikroskopem proces gromadzenia drobnych pęcherzyków, czyli autofagosomów, we wnętrzu wakuoli, nieulegających natychmiastowej degradacji.
Dzięki pracom laureata i naukowców, którzy podążyli jego śladami, wiemy o wiele więcej o znaczeniu autofagii w zdrowiu i w chorobie. Proces ten dostarcza komórkom energii w okresach głodu oraz budulca dla ich struktur, pomaga usuwać bakterie czy wirusy, odgrywa rolę w rozwoju embrionalnym i w różnicowaniu się komórek. Jest także reakcją na starzenie się. Defekty w autofagii ujawniają się w chorobie Parkinsona czy cukrzycy typu drugiego. Ale udało się je też powiązać z rozwojem nowotworów. W wielu laboratoriach trwają dziś prace nad rozwojem leków, które mogą celować w autofagię i pomóc w leczeniu wielu chorób. ©
„Tygodnik Powszechny" – jedyny polski tygodnik społeczno-kulturalny.
30 tys. Czytelniczek i Czytelników. Najlepsze Autorki i najlepsi Autorzy.
Wspólnota, która myśli samodzielnie.
Artykuł pochodzi z numeru TP 42/2016
