Лауреатами Нобелевской премии по медицине стали исследователи механизмов регуляции уровня кислорода в организме - Гранит науки - 2019-10-08

Нобелевская Ассамблея Каролинского института (The Nobel Assembly at Karolinska Institutet) в Стокгольме присудила Нобелевскую премию по физиологии или медицине 2019 года Уильяму Кейлину (William G. Kaelin Jr) из Института исследований рака Дана-Фарбер (Dana-Farber Cancer Institute) в Бостоне, штат Массачусетс, сэру Питеру Рэтклифу (Sir Peter J. Ratcliffe) из Института Фрэнсиса Крика (Francis Crick Institute) в Лондоне и Греггу Семенца (Gregg L. Semenza) из Института клеточной инженерии Джонса Хопкинса (Johns Hopkins Institute for Cell Engineering) в Балтиморе, штат Мэриленд, «за их открытия, связанные с тем, как клетки воспринимают доступность кислорода и адаптируются к ней». Все трое выявили молекулярный аппарат, который регулирует активность генов в ответ на изменения уровня кислорода. Сбой в работе этого аппарата приводит к таким заболеваниям как анемия, инсульты и рак. Фундаментальное значение кислорода в организме было понятно уже многие столетия, но как именно клетки приспосабливаются к изменениям его уровня до недавнего времени оставалось неясным, а это один из важнейших адаптивных процессов для всего живого. Известно, что ключевым физиологическим ответом на пониженный уровень кислорода в организме, гипоксию, является повышение уровня гормона эритропоэтина (EPO), приводящее к увеличению продукции красных кровяных телец. Но механизм вовлечения в этот процесс самого кислорода оставался загадкой. Семенца, изучая ген эритропоэтина и его регуляцию в зависимости от уровня кислорода, использовал генетически модифицированных мышей и обнаружил около этого гена специфический участок ДНК, посредством которого запускался ответ на гипоксию. Рэтклиф также изучал кислород-зависимую регуляцию гена эритропоэтина, и обе группы исследователей установили, что механизм улавливания уровня кислорода является общим и работает во многих клетках разного типа. В культивируемых клетках печени Семенца открыл белковый комплекс, который присоединяется к тому самому участку ДНК около гена эритропоэтина, и назвал его фактором, индуцируемым гипоксией (hypoxia-inducible factor, HIF). Он регулирует активность гена эритропоэтина. Онколог Кейлин, изучая врожденное заболевание синдром Гиппеля-Линдау, обнаружил, что вызывающая его мутация затрагивает ген, препятствующий развитию рака, а раковые клетки в случае этого заболевания отличаются большим количеством генов, реагирующих на гипоксию. Рэтклиф с коллегами показали, что продукт «здорового» гена физически взаимодействует с фактором HIF, и именно это обеспечивает поддержание нормального уровня кислорода. Новости мировой науки вы найдете также на странице нашей программы в газете научного сообщества «Поиск».