Открыт "двигатель" клеточного цикла [ Редагувати ]
8 октября Нобелевская академия в Karolinska Institutet присудила премию в области психологии или медицины Лиланду Хартвеллу, Тимоти Ханту и Полу Нерсу за открытие "ключевых регуляторов клеточного цикла".
Все организмы состоят из клеток, размножающихся делением. У взрослого человека примерно 100 000 миллиардов клеток, развившихся из одной оплодотворенной яйцеклетки. Во взрослом организме также происходит постоянное деление клеток, заменяющих отмирающие. Перед делением клетка растет, удваивает количество хромосом и делит хромосомы поровну между двумя дочерними клетками. Эти процессы составдляют клеточный цикл. Лауреаты 2001 года сделали ключевые открытия, касающиеся контроля за клеточным циклом. Они идентифицировали основные молекулы, регулирующие цикл у эукариотов, включая дрожжи, растения, животных и человека. Эти открытия имеют большое значение для всех аспектов роста клеток. Дефекты в контроле за клеточным циклом могут привести к изменениям в хромосомах, свойственным для раковых клеток. В дальнейшем возможно открытие новых методов лечения рака.
Лиланд Хартвелл (1939 года рождения), из Центра исследования рака Фреда Хатчинсона (Сиэтл) награжден за открытие особого класса генов, контролирующих клеточный цикл. Один из этих генов, названный "старт", играет центральную роль в контроле за первым шагом цикла.
Пол Нерс (1949), из Императорского фонда исследования рака (Лондон), идентифицировал, клонировал и характеризовал генетическими и молекулярными методами один из ключевых регуляторов клеточного цикла - циклозависимую киназу (ЦЗК). Он показал, что функция ЦЗК была хорошо сохранена эволюцией - она присутствует во всех эукариотах (организмах, имеющих в клетках ядро). ЦЗК проводит клетку через цикл путем химической модификации (фосфорилляции) других белков.
Тимоти Хант (1943), из Императорского фонда исследования рака (Лондон), награжден за открытие циклинов - белков, регулирующих функции ЦЗК. Он показал, что периодически циклины разрушаются - механизм, важный для контроля за клеточным циклом.
Клеточный цикл состоит из нескольких фаз. В первой фазе клетка растет. Достигнув определенного размера, она входит в следующую фазу - синтез ДНК. Клетка "делает копию" каждой хромосомы. В следующей фазе клетка проверяет, завершена ли репликация ДНК, и готовится к делению. В митозе клетка делится, образуя две дочерние клетки. Потом цикл повторяется. У большинства млекопитающих цикл длится от 10 до 30 часов, но некоторые клетки не делятся, "выпадая" из цикла. Молекулы ЦЗК и циклинов отвечают за перевод клетки из одной фазы в другую.
Для всех эукариотических организмов точная координация цикла очень важна. Фазы должны следовать в правильном порядке, и начинаться не раньше, чем завершилась предыдущая фаза, иначе части хромосом могут быть утеряны или разделены не поровну - явление, часто наблюдаемое в раковых клетках. Открытия нобелевских лауреатов 2001 года - ключевые для понимания того, как регулируется на молекулярном уровне переход клетки из одной фазы в другую.
Эти открытия принесут пользу большинству областей биомедицины. Они важны для понимания развития хромосомной нестабильности в раковых клетках, т.е. того, как части хромосом "перемешиваются", теряются или не поровну распределяются между клетками. Похоже, что изменения хромосом - результат недостатка контроля за клеточным циклом. Открытия в области клеточного цикла могут быть применены в диагностике опухолей. Уже сейчас связанные с этим методы применяются в лечении рака - например, ингибиторы молекул ЦЗК.
