Как аутофагия может сохранить здоровье и продлить жизнь

• Лорел Айвс
• Корреспондент Би-би-си по вопросам здоровья

6 мая 2018

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Иненсивные тренировки могут форсировать аутофагию

Этот малоизученный процесс, происходящий в нашем организме, в последнее время оказался в центре внимания. На аутофагию возлагают большие надежды: считается, что она активно способствует потере веса, оздоровлению и увеличению продолжительности жизни.

Аутофагия — это естественный процесс регенерации, происходящий на клеточном уровне, уменьшающий вероятность возникновения некоторых заболеваний и продлевающий жизнь.

В 2016 году японский ученый Йосинори Осуми был удостоен Нобелевской премии за открытие и исследование механизмов аутофагии. Благодаря этим исследованиям удалось лучше понять такие заболевания как болезнь Паркинсона и деменция.

С тех пор фармацевтические компании и ученые пытаются разработать лекарства, которые могли бы стимулировать этот процесс, а эксперты в сфере здорового питания и образа жизни также загорелись этой идеей и заявляют, что этот процесс может быть стимулирован естественным путем — голоданием, интенсивными физическими упражнениями и ограничением углеводов.

Что говорят ученые?

«Несомненно, результаты экспериментов на мышах демонстрируют, что это именно так», — говорит Давид Рубинштейн, профессор молекулярной нейрогенетики Кембриджского университета и Британского научного института по исследованию деменции.

«Проводились исследования, в ходе которых этот процесс запускался с помощью генетических инструментов, медикаментов или голодания, и в этих случаях животные жили дольше, были более здоровыми в целом», — говорит он.

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Есть или не есть? Мнения по поводу периодического голодания расходятся

Однако пока неясно, насколько эффективны эти приемы на людях.

«Например, у мышей можно наблюдать эффект в мозге после 24 часов голодания, а в некоторых других органах, таких как печень, намного быстрее. И, хотя мы знаем, что поститься полезно, мы не знаем точно, как долго люди должны голодать, чтобы добиться положительных результатов», — отмечает доктор Рубинштейн.

Тем не менее, по словам исследователя, голодание действительно стимулирует аутофагию, а польза для организма доказана и другими исследованиями.

Что такое аутофагия?

• Слово «аутофагия» происходит от греческих «ауто» («сам») и «фагин» («есть»)
• Это процесс, посредством которого клетки разрушают и перерабатывают свои компоненты
• Он обеспечивает источник энергии и строительные блоки для обновления клеток
• После попадания в организм инфекции посредством аутофагии могут быть уничтоженные бактерии и вирусы
• Клетки используют аутофагию, чтобы избавляться от поврежденных белков и органелл и таким образом бороться с негативными последствиями старения организма

Процесс аутофагии был открыт в 60-х годах ХХ века, однако его важность была оценена только в 90-х, после публикации исследований Йосинори Осуми.

«Мы обнаружили, что он защищает от таких болезней, как болезнь Паркинсона, болезнь Гентингтона и некоторых форм деменции», — говорит Давид Рубинштейн

Автор фото, Reuters

Подпись к фото,

За открытие и исследование механизмов аутофагии японский биолог Йосинори Осуми получил Нобелевскую премию

«Также, судя по всем, этот процесс помогает бороться с инфекцией и воспалительными процессами», — добавляет профессор Рубинштейн.

В новых пособиях по здоровому образу жизни утверждается, что процесс может быть запущен в результате изменений в диете и поведении — например, периодичным голоданием или голоданием согласно диете 5:2.

Мышечная масса

В одной из новых книг «Сияние 15» («Glow 15») самопровозглашенного консультанта-диетолога Наоми Уиттел, предлагается 15-дневная программа, включающая 16-часовое голодание три раза в неделю.

Программа также подразумевает сокращение потребления белка в определенные дни, потребление углеводов во второй половине дня и сессии крайне интенсивных упражнений.

Наоми Уиттел протестировала свою базовую программу на добровольцах в Университете Джексонвиля во Флориде, и утверждает, что зафиксировала определенные положительные результаты.

«Некоторые люди похудели, сбросив до 3 килограммов за 15 дней. У других нормализовалось артериальное давление, прибавилась мышечная масса, а также частично разгладились морщины», — говорит она.

По словам профессора Рубинштейна, эти рекомендации повредить не могут.

«Если вы ведете нездоровый образ жизни, все время что-то едите или едите всякую дрянь, у вас и не будет возможности запустить этот процесс», — отмечает он.

Нервные клетки

Кончено же, длительное или частое голодание может нанести вред здоровью, и если вы собрались изменить свою диету или образ жизни, вам необходимо посоветоваться с врачом.

Но профессор Рубинштейн убежден, что в будущем с помощью аутофагии можно будет эффективно бороться с болезнями.

В ходе экспериментов в его лаборатории было обнаружено, что белки образуют сгустки в нервных клетках людей, страдающих такими болезнями, как Альцгеймер или Паркинсон.

«Мы обнаружили, что если запустить аутофагию, можно быстро удалить эти белки и защитить организм от нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Гентингтона и некоторых видов деменции», — утверждает ученый.

Нобелевский лауреат Ёсинори Осуми — гость МГУ

20 января 2020 года в Интеллектуальном центре — Фундаментальной библиотеке МГУ имени М.В.Ломоносова в рамках заседания Ученого совета Московского университета ректор МГУ академик В.А. Садовничий вручил диплом о посещении Московского университета лауреату Нобелевской премии по физиологии и медицине, почетному профессору Токийского технологического института Ёсинори Осуми.

Рассказав участникам заседания о сути открытия ученого, за которое ему в 2016 году была вручена Нобелевская премия по медицине и физиологии с формулировкой «за открытие механизмов аутофагии», Виктор Антонович Садовничий отметил, что аутофагия — это важнейший процесс работы клеток человеческого организма, понимание механизмов которого открывает путь к лечению таких тяжелых заболеваний, как рак и болезнь Паркинсона. Ректор тепло поприветствовал японского ученого и его супругу в стенах МГУ, сказав, что с сегодняшним почетным гостем университета они уже заочно знакомы: Виктор Антонович уже рассказывал о работах профессора Ёсинори Осуми три года назад, когда читал лекцию, посвященную лауреатам Нобелевской премии.

Японский исследователь в ответном слове подчеркнул, что для него является большой честью присутствовать в стенах Московского университета. Он отметил, что это его первый визит в Россию, но он наслышан об истории и современности МГУ. Профессор рассказал о причинах своего интереса к исследуемой им теме, особенностях своей научной работы, приведшей его к открытию механизмов аутофагии. В свою очередь Виктор Антонович пригласил японского ученого еще раз посетить Россию и прочесть лекции студентам Московского университета, выразив надежду, что это станет началом длительного научного сотрудничества.

На память о визите в МГУ В.А. Садовничий вручил профессору Осуми сувениры и свою книгу «О людях Московского университета» на английском языке.

Перед церемонией в Интеллектуальном центре — Фундаментальной библиотеке МГУ нобелиат посетил химический факультет, где пообщался с деканом факультета С.Н. Калмыковым, академиком РАН О.А. Донцовой, заместителем декана по науке профессором РАН М.Э. Зверевой. В ходе встречи гостю рассказали о наиболее значимых исследованиях факультета, в том числе о совместных работах с японскими научными центрами. Нобелевский лауреат интересовался у российских коллег, как организовано обучение в аспирантуре в МГУ и какие требования предъявляют к будущим кандидатам наук.

По окончании своего визита в МГУ профессор поделился своими впечатлениями о поездке в Россию и о влиянии Нобелевской премии на свою жизнь. По его словам, многие лауреаты сетуют, что статус лауреата — это не только престиж, но и бремя для ученого. «Премия очень сильно повлияла на мою жизнь. За прошедшие три года лекции и конференции заняли много времени и сил. Безусловно, многое изменилось и в лучшую сторону: я получил возможность обращаться к широкой аудитории, познакомился с выдающимися учеными во многих странах мира. Самое приятное для меня — это возросший интерес к моим исследованиям молодых ученых, желающих работать в моей научной области, — подчеркнул Ёсинори Осуми. — К сожалению, до сегодняшнего дня у меня не было контактов с российскими учеными. Для меня этот визит открывает науку в вашей стране. Отмечу, что МГУ — это первая российская научная организация, в которой я побывал».

Профессор Осуми впервые посетил Россию. Он приехал по приглашению организаторов форума «Здоровая Москва», в рамках которого прочитал лекцию об аутофагии. «В своей лекции я хотел донести идею, насколько важны для прикладной медицины фундаментальные исследования. К сожалению, большую часть слушателей интересовал только один вопрос — насколько полезно для организма голодание. Я — ученый-биолог, никогда не занимался изучением пользы голодания», — подчеркнул профессор.

Лечебное голодание

За что дали нобелевскую премию?

Избыточный вес ведет к нарушению физических функций организма. Избыточный вес в 5 раз увеличивает риск сахарного диабета, артериальной гипертензии, сердечно-сосудистых заболеваний.

3 октября 2016 года лауреатом в области медицины и физиологии стал Ёсинори Осуми из Токио. Его открытия проложили путь к пониманию важности аутофагии для множества физиологических процессов. Аутофагия – это процесс утилизации и переработки ненужных частей клетки. Термин переводится с греческого, как «самоедство» или «самопоедание».

Аутофагия начинает работать наиболее интенсивно, когда организм испытывает стресс, например, голодает. В этом случае клетки вырабатывают энергию за счет своих внутренних ресурсов, т.е. из всякого «накопившегося мусора», в том числе из болезнетворных бактерий. Благодаря аутофагии клетки очищаются от попавших в нее инфекций и от образовавшихся токсинов. Открытие японского ученого свидетельствует – голодание полезно. Голодание предохраняет от преждевременного старения.

Для снижения веса в нашей клинике разработаны диеты для лечебного голодания. Это один из эффективных способов привести себя в форму. Простится с лишними килограммами, чувствуя себя легко и комфортно, поможет диетическое меню, разработанное с учетом ежедневных потребностей вашего организма. Лечебное голодание обеспечивает не только существенную потерю в весе: 5 кг за 2 недели, но и обеспечивает омоложение всех клеток организма!

По вопросам лечебного голодания и составления диетического меню записывайтесь на консультацию к нашему диетологу-гастроэнтерологу Грищенко Светлане Николаевне!

Другие статьи

Аутофагия: как наука разрушает мифы о питании?

После того как японский учёный Ёсинори Осуми получил Нобелевскую премию по медицине, про аутофагию заговорили все! А в wellness-индустрии появился новый тренд – фастинг-диета 16/8, известная также как интервальное голодание. Фитнес-тренеры, голливудские звёзды и даже ведущие врачи уже используют принципы аутофагии в питании. Ведь слишком велик соблазн быть не просто стройным, но и здоровым! Как аутофагия связана с естественным похудением и оздоровлением организма?  

Опыты Ёсинори Осуми

Говоря словами науки, аутофагия – это процесс переработки клеткой собственных составляющих. Впервые описал бельгийский биохимик Кристиан Де Дюв в 1963 году. Но тогда учёный не знал, является ли эта способность клеток врожденной, какие гены за это отвечают и как запустить процесс. Лишь недавно, в 2016 году японский учёный Ёсинори Осуми смог экспериментально доказать этот процесс, за что и был награждён Нобелевской премией по медицине. Работая с клетками дрожжей, учёный содержал их без дополнительной подпитки – в среде с низким уровнем глюкозы.

Наблюдая за клетками в световой микроскоп, он обнаружил, что при низкокалорийном питании цитоплазма клеток начинает активизироваться, в ней возникает большое количество пузырьков. Как оказалось, при недостатке пищи клетка начинает сама себя переваривать. При этом сначала клетка «съедает» старые и поврежденные структуры – скопления окисленных белков, дефектные митохондрии. В результате клетка обновляется и омолаживается. Однако Осуми также доказал, что, если голодание долго не прекращается, аутофагия может уничтожить клетку.

Как запустить процесс аутофагии?

Хоть организм человека не похож на дрожжи, но наши клетки также способны к аутофагии на генетическом уровне. У людей она запускается при недостатке некоторых аминокислот: лейцина, аргинина, лизина и метионина, которыми богаты продукты животного происхождения. То есть можно смело утверждать, что даже иногда заменяя животные белки растительными, мы способствуем процессу аутофагии, замедляем процессы старения и уменьшаем риски опухолевых и сердечно-сосудистых заболеваний.

С помощью голодания можно заставить клетки голодать, в результате чего они начинают «съедать» сами себя, выбрасывая негодное. Но если постоянно недоедать, то аутофагия не остановится на нужном этапе, что приведет к процессу дегенерации. Поэтому процесс фастинга немыслим без интервального голодания. Самая популярная и доступная схема интервального голодания – 16/8, которая подразумевает 16 часов голодания и 8 для приёма пищи. Например, человек может есть в промежутке между 10 и 18 часами дня, в остальное время пить воду или травяной чай.

Исследователь из Университета Южной Калифорнии Вальтер Лонго много лет занимается изучением голодания. Учёный доказал, что прерывистое голодание способствует улучшению когнитивных функций, повышает чувствительность тканей к инсулину, снижает артериальное давление и частоту сердечных сокращений, задерживает появление опухолей, предотвращает воспалительные заболевания, способствует регенерации клеток крови, стимулирует иммунную систему. Опыты на мышах подтвердили, что прерывистое голодание является профилактикой сахарного диабета, а также опухолевых, сердечно-сосудистых и нейродегенеративных заболеваний.

Фастинг – новый подход к питанию

Новые знания об аутофагии противоречат принципам частого дробного питания. Научные исследования на мышах показали, что при равном суточном количестве калорий мышки, которых кормили с интервалом в 12 часов, выигрывали у тех, кто питался часто и дробно. У них улучшался сон и не развивались метаболические заболевания.

Поэтому если вы на работе не успеваете поесть, а садитесь за стол только утром и/или вечером, – это отличная новость, по мнению учёных. Питание с 12-часовыми и более перерывами также запускает процессы аутофагии. При этом режиме питания уменьшается жировая масса тела, но не теряется мышечная, снижается уровень холестерина и глюкозы в крови. 

По мнению учёных, есть ряд биологически активных веществ, которые способствуют аутофагии:

• Спермидин (грибы, сыр, грейпфрут)
• Кукурбитацин I (горькие огурцы)
• Физалин А (физалис)
• Диосцин (соя)
• Ресвератрол (красный виноград)
• Куркумин (приправа карри)
• Катехин, эпикатехин (зеленый чай, какао)
• 20(S)-протопаноксатриол, магнофлорин (корень женьшеня)
• Гамма-токотриенол (бурый рис)
• Витамин B3 (белое мясо, хлеб, овес, бобовые, ячмень, шампиньоны, арахис, грецкий орех)
• Витамин Д (рыба, кисломолочные продукты)

Говоря о фастинге, нельзя не отметить одну из последних инноваций медицины в сфере естественного оздоровления, похудения и очищения организма – внутривенное введение витаминных коктейлей. Врачи рекомендуют 1-2 раза в год проводить детокс-программу для поддержания нормального функционирования печени, желчевыделительной системы, ЖКТ, почек. Витаминные коктейли «Детокс» и «Слим» входит в топ самых популярных капельниц клиники IVTherapy. Капельницы содержат ряд высокоактивных витаминов, минералов и антиоксидантов, которые способствуют процессам аутофагии.

Как видим, новые научные открытия не сочетаются с общепринятой в современной диетологии нормой «питаться часто и понемногу». Как бы там ни было, но даже классическую фастинг-диету нельзя практиковать без рекомендации врача. Поэтому, дорогие читатели, если вы решили испытать на себе интервальное голодание, делайте это под строгим присмотром своего врача и будьте здоровы!  

03.10.2019

Аутофагия — фундаментальный механизм, балансирующий на грани. Нобелевская премия по физиологии или медицине

В 2016 г. Нобелевская премия по физиологии или медицине присуждена японскому ученому Есинори Осуми (Yoshinori Ohsumi) за его открытие механизмов аутофагии. Этот процесс лежит в основе нормальной жизнедеятельности клетки. Функция аутофагии заключается в удалении частей цитоплазмы, содержащих белки, органеллы и другие составляющие. Этот процесс позволяет клетке самообновляться, а также выживать в неблагоприятных условиях. Как и все процессы на клеточном уровне, аутофагия должна пребывать в состоянии равновесия, в случае нарушения которого развиваются самые разнообразные нозологии, включая онкологические и нейродегенеративные заболевания.

Аутофагия — эволюционно консервативный процесс, характерный для всего надцарства эука­риот (организмов, содержащих ядро в клетках). Эукариотические клетки имеют возможность рециклировать части собственных составляющих путем отделения (секвестрования) части цитоплазмы двухмембранной органеллой, которая сливается с лизосомой для дальнейшего переваривания (рис. 1).

Рис. 1

Формирование аутофагосомы. Фагофора растягивается для формирования двойной мембраны аутофагосомы, которая поглощает цитоплазматический материал. Аутофагосома сливается с лизосомой, в которой содержимое подвергается деградации.

©Нобелевский комитет по физиологии или медицине (The Nobel Committee for Physiology or Medicine). Иллюстратор: Маттиас Карлен (Mattias Karlén)

В отличие от других процессов клеточной деградации, аутофагия удаляет долгоживущие белки (long-lived proteins), макромолекулярные комплексы и устаревшие или поврежденные органеллы.

Аутофагия является посредником процессов переваривания и рециклирования второстепенных (не являющихся необходимыми для выживания) частей клетки во время голодания, а также присутствует в огромном количестве физиологических процессов, в рамках которых клеточные компоненты должны быть изъяты из клетки, дабы предоставить место новым частям.

Кроме этого, аутофагия является ключевым процессом по удалению чужеродных микроорганизмов и токсических белковых агрегатов, и таким образом принимает непосредственное участие в развитии иммунного ответа и инфекционного процесса, старения и патогенеза многих заболеваний.

Несмотря на то что сам процесс аутофагии был открыт в начале 1960-х годов, механизмы и физиологическое значение оставались серым пятном клеточной биологии на протяжении нескольких десятилетий.

Что такое аутофагия

Термин «аутофагия» происходит от древнегреческого αὐτός — ауто (сам) и φαγεῖν (есть). Это процесс, при котором внутренние компоненты клетки доставляются в лизосомы или вакуоли для последующей деградации (переваривания).

В настоящее время различают три вида ауто­фагии.

1. Макроаутофагия. При данном процессе участок цитоплазмы, нередко содержащий органеллы, окружается мембраной, которая похожа на цистерну эндоплазматического ретикулума. Таким образом содержимое отделяется от цитоплазмы двухмембранной оболочкой. Такие двухмембранные пузырьки, внутри которых находятся органеллы и цитоплазма, называются аутофагосомами. Они соединяются с лизосомами с образованием аутофаголизосом. В них и происходит переваривание захваченного содержимого клетки. Такой процесс является как неспецифическим, так и избирательным, поскольку клетка может прибегать к этому процессу в случае необходимости избавиться от устаревших органелл (рибосом, митохондрий и прочих). Именно за открытие этого процесса присуждена Нобелевская премия в 2016 г. Далее в статье под термином «ауто­фагия» будет подразумеваться макроаутофагия.

2. Микроаутофагия. При этом процессе макромолекулы и частицы клеточных мембран захватываются лизосомой. Таким способом происходит переваривание белков при нехватке в клетке энергии или субстрата для синтеза новых белков. Этот процесс в целом характерен для голодания.

3. Шапероновая аутофагия. При этом процессе осуществляется целенаправленный транспорт белков (частично денатурированных) из цитоплазмы в полость лизосомы, где они подвергаются деградации. Этот тип аутофагии, насколько известно, характерен только для млекопитающих. Как правило, шапероновая аутофагия индуцируется стресс-факторами, в частности, активируется при голодании, физических нагрузках и пр. Процесс осуществляется при участии белков-шаперонов (семейства hsc-70), LAMP-2 (мембранный рецептор комплекса шаперона и транспортируемого белка) и некоторых вспомогательных белков.

Аутофагия и клеточная смерть

На сегодня ряд ученых относят аутофагию к процессам клеточной гибели. Современная классификация выделяет несколько таких процессов: апоптоз, аутофагия, некроз, аноикис (смерть клетки, вызванная ее отделением от окружающего внеклеточного матрикса), некроптоз (программируемый некроз).

С тем, что аутофагия является одним из видов клеточной смерти, согласны далеко не все. Есть множество научных исследований, подтверждающих, что аутофагия является защитным механизмом клетки, поскольку позволяет спасти ее от гибели при неблагоприятных условиях. В случае интенсификации аутофагии клетка все же погибает. Ученые выделили несколько критериев, которые позволяют говорить о том, что аутофагия является видом клеточной смерти. Так, должны отсутствовать признаки апоптоза, не должны быть активированы каспазы, конденсироваться хроматин. В клетке должно увеличиваться число аутофагосом и аутолизосом. Кроме того, ингибирование белков аутофагии должно предотвращать смерть клетки.

Процессы, связанные с клеточной гибелью, происходят постоянно и поддерживаются в строгом равновесии, сдвиг которого в одну или другую сторону неминуемо приводит к развитию нарушений и, в конечном счете, — к смерти организма. Какую роль все-таки играет в этом процессе аутофагия — ученым еще предстоит узнать.

Загадка аутофагии или предыстория открытия

Открытию Е. Осуми, за которое он получил наиболее престижную научную награду, предшествовали ранние исследования.

В 1950-е годы Кристиан Рене де Дюв (Christian Renе de Duve) изучал действие инсулина в клетках печени крыс. В рамках своей исследовательской работы он изучал локализацию фермента глюкозо-6-фосфатазы. Этот фермент играет важнейшую роль в гликогенолизе — процессе расщепления гликогена до глюкозы. В печени фермент глюкозо-6-фосфатаза расщепляет промежуточный метаболит на фосфат и глюкозу, которая затем поступает в кровь. При исследовании глюкозо-6-фосфатазы был использован метод фракционирования, разработанный Альбером Клодом (Albert Claude). Однако выявить ферментную активность в свежевыделенных печеночных фракциях не удавалось. В то же время ферментная активность сохранялась и усиливалась после того, как фракции хранились 5 сут в холодильнике.

Таким образом, Кристиан де Дюв и его студенты выявили различия в активности кислой фосфатазы в зависимости от способа выделения. Первоначально команда решила, что причина в какой-либо технической ошибке. Однако в последующих экспериментах результаты получались точно такими же.

Довольно скоро стало понятно, что ферменты каким-то образом отделены от всего содержимого клетки мембранной органеллой. На протяжении 3 лет были выявлены еще несколько кислых ферментов, связанных с этой микросомальной фракцией. Далее последовали опыты, показавшие, что фракция является самостоятельной органеллой.

В 1955 г. на основании полученных данных Кристиан де Дюв предложил название «лизосома» для органеллы, окружающей мембраной клеточные частицы, внутри которой поддерживается низкий рН (кислотный) и в которой функцио­нируют кислые ферменты.

В том же 1955 г. Алекс Новиков (Alex B. Novikoff, американский ученый украинского происхождения) посетил лабораторию Кристиана де Дюва. Там он сделал электронные фотографии открытых органелл. Далее А. Новиков провел эксперименты и подтвердил, что в лизосомах содержится кислая фосфатаза.

За эти и другие открытия Кристиану де Дюву, Альберу Клоду и Джорджу Паладу (George E. Palade) была присуждена Нобелевская премия в 1974 г.

Интересный факт, что А. Новиков также внес большой вклад в открытие лизосом и понимание их функционирования. Однако ученый подвергался социальному и политическому преследованию. Так, в 1953 г. он был уволен из медицинского колледжа Университета штата Вермонт за отказ в сотрудничестве по раскрытию его друзей-коммунистов. Он также дважды получил отказ по поводу службы в американской армии. Спустя 20 лет после начала расследования его связей с коммунистами дело против ученого было закрыто по причине отсутствия существенных доказательств. Спустя 30 лет после начала преследований Университет принес ему официальные извинения и предоставил почетную степень доктора. В официальном заявлении Университета Миннесоты значится, что А. Новиков является одним из наиболее недооцененных ученых в контексте получения Нобелевской премии.

Вскоре после открытия лизосом ученые стали все больше узнавать об этих органеллах. Так, было показано, что определенные «порции» цитоплазмы отделяются (секвестрируются) мембранными структурами во время нормального развития почек у мышей. Выявлено, что аналогичные структуры, содержащие небольшой объем цитоплазмы и митохондрий, находятся в клетках проксимальных канальцев при гидронефрозе.

Ученые установили, что вакуоли группируются вместе с гранулами, содержащими кислые фосфатазы. Также стало известно, что количество таких структур увеличивается по мере интенсификации дегенеративных процессов.

Мембранные структуры, содержащие дегенеративную цитоплазму, находились и в нормальной печени (исследовалось на крысах), но их количество существенно возрастало при воздействии на животное глюкагоном (перфузией) или токсическими агентами.

Понимая, что эти структуры обладают свойством переваривать части внутриклеточного содержимого, Кристиан де Дюв ввел термин «аутофагия» в 1963 г. и широко описал эту концепцию в публикации, сделанной несколькими годами позже.

На протяжении следующих десятилетий достижения в этой области были весьма ограниченными. Установлено, что питательная среда и гормоны оказывают влияние на аутофагию, в частности, стимулирование инсулином супрессирует аутофагию в тканях млекопитающих.

Одно из исследований продемонстрировало, что на ранних этапах процесса происходит формирование двухмембранной структуры — фагофоры, которая образуется вокруг участка цитоплазмы и замыкается в пузырек, не содержащий гидролитических ферментов, — аутофагосому (см. рис. 1).

Открытие Осуми — поворотный этап в понимании аутофагии

Несмотря на понимание того, что аутофагия — чрезвычайно важный клеточный процесс, механизмы его функционирования и регуляции не были известны. Исследования этого процесса были довольно непростыми, поскольку период жизни фаговор и аутофагосом очень короткий. Аутофагосома существует только 10–20 мин перед слиянием с лизосомой, поэтому морфологические и биохимические исследования проводить крайне сложно. Работой в этом направлении занимались неохотно. Всего лишь несколько исследовательских лабораторий по всему миру изучали этот процесс, в основном используя сравнительные и описательные подходы и фокусируясь на поздних стадиях аутофагии, то есть непосредственно перед слиянием с лизосомой.

В начале 1990-х годов, почти через 30 лет после введения Кристианом де Дювом термина «аутофагия», еще не были выделены молекулярные маркеры и не были описаны компоненты (этапы) механизма аутофагии. Множество фундаментальных вопросов оставались открытыми: инициация процесса, формирование аутофагосом, роль аутофагии в клеточном и организменном выживании, влияние на патогенез заболеваний.

В это время Е. Осуми, тогда ассистент профессора в Токийском университете, принял решение изучать аутофагию, используя дрожжи Saccharomyces cerevisae в качестве модельной системы.

Первое, что решил узнать ученый, — существует ли аутофагия в этих одноклеточных организмах. Вакуоли дрожжей являются эквивалентом лизосом млекопитающих. Е. Осуми предположил, что если аутофагия существует у дрожжей, ингибирование вакуольных ферментов приведет к накоплению поглощенных цитоплазматических компонентов в вакуоли. Для того чтобы проверить выдвинутую гипотезу, он создал штамм дрожжей, у которых отсутствовали вакуольные протеазы: протеаза А, протеаза В и карбоксипептидаза.

Он выявил, что аутофагические тела накап­ливаются в вакуоле при росте дрожжей в обед­ненной питательной среде. Такие вакуоли становились очень большими, и их можно было исследовать под световым микроскопом.

Е. Осуми идентифицировал уникальный фенотип, который стал использовать для открытия генов, регулирующих индукцию аутофагии. Ученый индуцировал случайные мутации. И одна из них оказалась первой удачей: он смог найти первый ген, при мутации которого не отмечено накопления аутофагических телец, то есть не происходят начальные этапы процесса аутофагии. Этот ген он назвал — ген аутофагии 1 (autophagy gene 1 — APG-1). Продолжая работу в том направлении, ученому удалось выявить 75 мутаций.

В 1993 г. он опубликовал статью, в которой сообщил об открытии 15 генов, играющих ключевую роль в активации аутофагии в эукариотических клетках. Они получили название APG-1–15. После открытия этих генов у других организмов всей группе было присвоено название ATG-гены. Эта номенклатура используется вплоть до настоя­щего времени.

На протяжении последующих лет Е. Осуми клонировал некоторые ATG-гены и охарактеризовал их функции. Клонирование гена ATG-1 позволило узнать, что он кодирует серин/треониновую киназу. Таким образом, было доказано, что в процессе аутофагии происходит фосфорилирование белков (присоединение фосфатного остатка, что является одним из самых распространенных механизмов посттрансляционной модификации белка, приводящей к изменению его активности).

Дополнительные исследования показали, что ATG-1 формирует комплекс с белком, кодируемым геном ATG-13, и что это взаимодействие регулируется TOR-киназой (рис. 2).

Рис. 2

Регуляция формирования аутофагосомы

© Нобелевский комитет по физиологии или медицине (The Nobel Committee for Physiology or Medicine). Иллюстратор: Маттиас Карлен (Mattias Karlén)

TOR-киназа регулирует клеточный рост и выживание. Она активна в клетках, растущих в среде, богатой питательными веществами. Она фосфорилирует ATG-13 и препятствует формированию комплекса ATG-13:ATG-1. Так, при голодании TOR-киназа инактивируется и дефосфорилированный ATG-13 соединяется с ATG-1.

ATG-13:ATG-1 соединяется с ATG-17, ATG-29 и ATG-31. Образование этого пентамерного комплекса является первым этапом в каскаде реакций, необходимых для формирования ауто­фагосомы.

Формирование аутофагосомы также требует наличия интегрального белка (пронизывающего мембрану) — ATG-9, фермента фосфатидилинозитола-3-киназы (PI3K) и ряда других протеинов (Vps-34, Vps-15, ATG-6 и ATG-14).

Для формирования мембраны требуются дополнительные белки и молекула фосфатидил­инозитол-3 фосфата. Расширение мембраны с образованием зрелой аутофагосомы происходит при активности двух каскадов убиквитинсопряженных реакций.

В вопросах клеточного функционирования большое значение имеет локализация белков. Е. Осуми сделал интереснейшее открытие: в нормально растущих клетках дрожжей белок ATG-8 распределяется равномерно по всей цитоплазме. А в случае голодания этот же белок формирует крупные агрегаты, которые скапливаются в аутофагосомах и аутофаготических тельцах.

Ученому принадлежит еще одно удивительное открытие. Оказалось, что мембранная локализация гена ATG-8 зависит от двух увиквитинсопряженных реакций, которые работают последовательно. Они приводят к ковалентному (наиболее крепкому) присоединению ATG-8 к липидной мембране, а именно — к молекуле фосфатидилэтаноламина. Обе системы активируются одним и тем же ферментом — ATG-7.

Во время первого этапа ATG-12 активируется путем формирования тиоэфирной связи с остатком серосодержащей аминокислоты — цистеином, которая входит в состав ATG-7. Затем он переносится на сопряженный фермент ATG-10, катализирующий образование ковалентной связи с белком ATG-5.

Комплекс ATG-12:ATG-5 вовлекает ATG-16, и вместе белки формируют тримолекулярную структуру. Она также критически важна в аутофагии, поскольку приобретает функцию фермента — лигазы, который задействован во второй убиквитинсопряженной реакции. В этой второй уникальной реакции аргинин, расположенный на С-конце белка ATG-8, убирается белком ATG-4. Теперь уже подготовленный белок ATG-8 активируется ATG-7 для последующего переноса. Наконец две сопряженные системы пересекаются. ATG-12:ATG-5:ATG-16-лигаза способствует присоединению ATG-8 к фосфатидилэтаноламину (к мембране).

Соединенный с липидами ATG-8 является ключевым драйвером удлинения (элонгации) и слияния аутофагосом. Обе сопряженные системы являются высококонсервативными процессами.

У млекопитающих аналог белка ATG-8 называется LC3, и он используется в качестве маркера формирования аутофагосом.

Есинори Осуми

Японский клеточный биолог, специализация — изучение аутофагии. Работает профессором в Институте инновационных исследований Технологического университета Токио. Образование получил в Университете Токио. В 1974–1977 гг. работал в Университете Рокфеллера, затем вернулся в Японию и получил ставку научного сотрудника. В 1996 г. перешел в Национальный институт фундаментальной биологии (National Institute for Basic Biology), где со временем ему было присуждено звание профессора. С 1998 г. является руководителем исследовательской группы.

Аутофагия и патологические процессы

Изучение молекулярных принципов аутофагии позволило понять патогенез многих заболеваний (рис. 3). В то же время в этой теме еще очень многое остается не изученным.

Рис. 3

Аутофагия в норме и при патологии

© Нобелевский комитет по физиологии или медицине (The Nobel Committee for Physiology or Medicine). Иллюстратор: Маттиас Карлен (Mattias Karlén)

Как известно, аутофагия первоначально открыта в виде клеточного ответа на стресс, но сейчас известно, что этот процесс активен и на ранних стадиях дифференциации клеток. В отличие от убиквитин-протеосомной системы, которая в основном деградирует белки с коротким сроком жизни, аутофагия позволяет клетке избавиться от долгоживущих белков. Кроме того, это единственный известный процесс, позволяющий уничтожать целые органеллы, такие как митохондрии, пероксисомы, эндоплазматический ретикулум и прочие. Таким образом, аутофагия играет важнейшую роль в поддержании клеточного гомеостаза. Более того, этот процесс задействован во множестве нормальных процессов, в частности — эмбриогенезе, клеточной дифференциации, которые требуют удаления тех или иных частей цитоплазмы.

Аутофагия прямо или косвенно связана с развитием множества заболеваний.

Онкологические заболевания развиваются несколькими путями и связаны с дифференцировкой клеток. Аутофагия в некоторых случаях защищает организм от развития онкопатологии (онкосупрессор), а в некоторых — способствует развитию злокачественных новообразований. Поскольку аутофагия — это в первую очередь механизм выживания клетки, она помогает выживанию раковых клеток. Это связано с тем, что при изменении фенотипа нормальных клеток, когда они становятся злокачественными, существенно ускоряется скорость их деления и клетки испытывают голодание, гипоксию и пр. В этот момент запускается механизм аутофагии, помогающий клеткам переваривать некоторые участки и выживать в неблагоприятной среде.

Также с помощью аутофагии могут уничтожаться апоптические медиаторы. В таких случаях перспективным терапевтическим направлением представляется ингибирование поздних стадий аутофагии.

Интерес представляет белок Beclin-1 — продукт гена BECN-1 (гомолог дрожжевого гена ATG-6, регулирующего этапы инициа­ции аутофагии). Экспрессия мутированного белка Beclin-1 характерна для ряда онкологических заболеваний, в частности группы рака молочной железы и яичника. В экспериментах на моделях мышей показано, что гиперэкспрессия нормального Beclin-1 приводит к подавлению опухолевого процесса.

Таким образом, влияние на аутофагию может стать эффективным способом борьбы с онкологическими заболеваниями.

Поскольку интенсивность аутофагии снижается с возрастом, существуют гипотезы, что этот процесс играет ключевую роль в развитии болезней, ассоциированных со старением. По некоторым данным, снижение активности аутофагии связано с развитием остеоартроза.

Одна из наиболее популярных теорий развития нейродегенеративных заболеваний (в настоящее время) также отводит аутофагии значимую роль в этом процессе. Как известно, неправильно упакованные белки имеют тенденцию к формированию нерастворимых агрегатов, являющихся токсичными для клеток. Способность клетки противостоять этому процессу целиком и полностью зависит от активности аутофагии. В исследованиях, проведенных на животных моделях, показано, что активация аутофагии путем ингибирования TOR-киназы приводит к снижению токсичности белковых агрегатов. Кроме того, выключение генов ATG-5 и ATG-7 в нейронах головного мозга мышей приводит к развитию нейродегенеративных заболеваний.

Существует ряд аутосомно-рецессивных нарушений, при которых у человека изменяются процессы аутофагии. Среди них — порок развития мозга, задержки в развитии, умственная отсталость, нарушения двигательных функций, нейродегенерация и другие.

Е. Осуми и его коллеги стали первыми учеными, которые смогли идентифицировать гомологи ATG у млекопитающих. Это позволило проводить исследования аутофагии у высших эукариот.

Со временем были представлены убедительные доказательства того, что аутофагия существует и в клетках всех млекопитающих. Это было подтверждено рядом исследований с использованием электронной микроскопии. Стало известно, что аутофагия присутствует на различных стадиях клеточной дифференциации — от наименее дифференцированных клеток до узкоспециализированных. Тогда было высказано предположение, что аутофагия может быть ответом организма на метаболический стресс, и что процесс может играть роль в патогенезе ряда заболеваний. Со временем было выявлено, что аутофагия существует и в одноклеточных организмах — простейших, что указывало на консервативный характер этого механизма.

Новаторские открытия Е. Осуми существенно повысили интерес к процессу аутофагии. Этот сегмент стал одним из наиболее изучаемых в сфере биомедицинских исследований. Так, в начале 2000-х годов ученые делали не более 150 публикаций в год на эту тему, а в 2015 г. их было более 4 тыс.

На основании фундаментальных открытий Е. Осуми были выделены различные типы ауто­фагии. Критерием к их разделению послужил объем вещества, который они деградируют. Наиболее изучен процесс макроаутофагии, при котором деградации подвергаются большие объемы цитоплазмы и клеточные органеллы.

Ученые также выяснили, что существует селективная и неселективная аутофагия. Неселективная аутофагия происходит постоянно, в основном она индуцируется стрессом, в частности — голодом. Селективная аутофагия специ­фических классов субстрата — протеиновых агрегатов, цитоплазматических органелл, вирусов и бактерий, включает специфические адапторы, распознающие субстрат и присоединяющие его к ATG-8/LC3, расположенному на мембране аутофагосомы.

Таким образом, открытие молекулярных основ механизма аутофагии позволило ученым понять очень важный клеточный процесс, характерный для всех эукариот. В настоящее время в этой сфере все еще остается много неизвестного современной науке.

Галина Галковская,
Евгения Бочерикова
© The Nobel Committee for Physiology
or Medicine; фото и иллюстрации
© The Nobel Committee for Physiology or Medicine

Лечебное голодание, ч.1. Что рассказал Ёсинори Осуми

Вечером 17 января павильон №75 на ВДНХ оказался полон: люди пришли на ассамблею «Здоровая Москва» послушать нобелевского лауреата Ёсинори Осуми, изучавшего механизм аутофагии, то есть переработки клеткой собственных ненужных частей. 

Осуми вырастил искусственную дрожжевую культуру, на которой смоделировал ситуацию «голодания» клетки — это позволило определить, какие клеточные образования отвечают за механизм аутофагии. Кроме того, Осуми удалось установить, какие гены отвечают за аутофагию.  

Ценность открытия Осуми огромна. «Самоочистка» клетки является механизмом, с помощью которого она может бороться с вирусами, опасными веществами,  противодействовать старению. Дальнейшее изучение механизма аутофагии позволит создавать новые лекарства от болезней, с лечением и профилактикой которых современная медицина справляется только отчасти.  

Осуми на форуме представили в том числе как эксперта по лечебному голоданию, а тему выступления обозначили как «Аутофагия и особенности голодания, продлевающего жизнь». В течение часа собравшиеся слушали про клеточные мембраны и вакуоли; слушали внимательно, напряженно, и было ощущение, что все ждут, когда же учёный перейдёт к главному. Когда настало время задавать вопросы, у микрофона выстроилась очередь желающих.  

«Через какое время после начала голодания запускается процесс аутофагии?»  

«Какое время голодания эффективнее всего?»  

«При каких условиях голодание приносит пользу?»

На эти и похожие вопросы учёный отвечал почти одно и то же:  

«Не могу утверждать, что голодание и аутофагия связаны, и никогда не утверждал этого. Я не врач! Я исследователь, я изучал дрожжи!»  

В материалах по лечебному голоданию, которые легко найти в интернете, часто упоминается имя Ёсинори Осуми и сделанное им открытие. Но сам учёный утверждает, что со всей уверенностью о связи между голоданием и аутофагией говорить пока нельзя!  

Однако это не означает, что этой связи нет. Возможно, в дальнейшем учёным удастся её установить не только у дрожжей и лабораторных мышей. Оздоровительное голодание — это известный метод альтернативной (то есть не-доказательной) медицины, имеющий почтенную многовековую историю и популярный в наши дни.  

Так всё-таки: работает голодание или нет? Чтобы разобраться в этом вопросе, мы начинаем на «Мотиваторе» серию публикаций о лечебном голодании. В следующих выпусках мы расскажем о «старвинге» в Кремниевой долине (голодают основатель Evernote Фил Либин и биохакер Серж Фаге), о вариантах интервальной диеты (в том числе о методе 5:2), о Ю.С.Николаеве и советской школе лечебного голодания, а также о роли голодания в тренировочном процессе — с комментариями атлетов, тренеров и врачей.  

Если у вас есть опыт лечебного голодания, пожалуйста, поделитесь им в комментариях! 

Нобелевскую премию по физиологии и медицине дали за исследование аутофагии

Лауреатом Нобелевской премии по физиологии и медицине в 2016 году стал Ёсинори Осуми (Yoshinori Ohsumi).

Нобелевский комитет отметил его работы, которые касаются исследования механизмов аутофагии, нарушения в работе которой лежат в основе различных заболеваний. О роли лауреата в исследованиях аутофагии говорится в пресс-релизе комитета.

Термин «аутофагия» (от греческого автоc – «сам»; фагос – «поедаю») появился в 60-х годах прошлого века. Он относится к клеточным механизмам, которые позволяют организму избавляться от деградировавших белков и белков, нормальное время жизни которых должно быть очень коротким из-за той роли, которую они играют в клетке.

Работы японского ученого Йошинори Осуми, удостоенного Нобелевской премии по медицине, важны для понимания того, как клетки живых организмов «устраняют» свои поврежденные компоненты и тем самым предотвращают развитие тяжелых болезней, считает один из ведущих российских ученых в области наук о живом, академик Российской академии наук Сергей Недоспасов.

Нобелевская премия по медицине за 2016 год присуждена Осуми за изучение механизма аутофагии – процесса генетически контролируемого «переваривания» поврежденных частей клеток. Об этом в понедельник объявил Нобелевский комитет при Каролинском медицинском институте.

«В этом году премию дали за фундаментальную науку», – отметил Недоспасов в эфире телеканала «Россия 24». Недоспасов пояснил, что работы Осуми помогут понять, как живые клетки устраняют свои поврежденные части, не допуская возникновения разных недугов.

«Нарушение процесса аутофагии приводит к большому количеству метаболических болезней, старению и раку», – сказал ученый.

Источник: РИА Новости

Нобелевская премия по физиологии и медицине 2016 г. — Пресс-релиз

03.10.2016

Нобелевская ассамблея Каролинского института сегодня решила присудить

Нобелевская премия по физиологии и медицине 2016 г.

С

по

Ёсинори Осуми

за открытие механизмов аутофагии

Сводка

Нобелевский лауреат этого года открыл и объяснил механизмы, лежащие в основе аутофагии , фундаментального процесса разложения и переработки клеточных компонентов.

Слово аутофагия происходит от греческих слов auto- , что означает «я», и phagein , что означает «есть» . Таким образом, аутофагия означает «самоедание». Эта концепция возникла в 1960-х годах, когда исследователи впервые заметили, что клетка может разрушать собственное содержимое, заключая его в мембраны, образуя мешкообразные пузырьки, которые транспортируются в отсек рециркуляции, называемый лизосомой , для деградации. Из-за трудностей в изучении этого явления было мало что известно, пока в серии блестящих экспериментов в начале 1990-х Ёсинори Осуми не использовал пекарские дрожжи для идентификации генов, необходимых для аутофагии.Затем он продолжил выяснение основных механизмов аутофагии у дрожжей и показал, что аналогичные сложные механизмы используются в наших клетках.

Открытия Осуми привели к новой парадигме в нашем понимании того, как клетка перерабатывает свое содержимое. Его открытия открыли путь к пониманию фундаментальной важности аутофагии во многих физиологических процессах, таких как адаптация к голоданию или реакция на инфекцию. Мутации в генах аутофагии могут вызывать заболевание, а аутофагический процесс участвует в нескольких состояниях, включая рак и неврологические заболевания.

Деградация — центральная функция всех живых клеток

В середине 1950-х годов ученые наблюдали новый специализированный клеточный отсек, названный органеллой , содержащий ферменты, переваривающие белки, углеводы и липиды. Этот специализированный отсек называется «лизосома » и функционирует как рабочая станция для деградации клеточных компонентов. Бельгийский ученый Кристиан де Дюв был удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине в 1974 году за открытие лизосомы.Новые наблюдения 1960-х годов показали, что внутри лизосом иногда можно обнаружить большое количество клеточного содержимого и даже целых органелл. Таким образом, у клетки, по-видимому, была стратегия доставки большого груза к лизосомам. Дальнейший биохимический и микроскопический анализ выявил новый тип везикул, транспортирующих клеточный груз к лизосомам для деградации (рис. 1). Кристиан де Дюв, ученый, стоящий за открытием лизосом, ввел термин аутофагия, «самопоедание», чтобы описать этот процесс.Новые пузырьки были названы аутофагосомами .

Рисунок 1: Наши клетки имеют разные специализированные отсеки. Лизосомы составляют один из таких компартментов и содержат ферменты для переваривания клеточного содержимого. Внутри клетки был обнаружен новый тип пузырьков, называемых аутофагосомами. По мере того, как аутофагосома формируется, она поглощает клеточное содержимое, такое как поврежденные белки и органеллы. Наконец, он сливается с лизосомой, где содержимое распадается на более мелкие составляющие. Этот процесс обеспечивает клетку питательными веществами и строительными блоками для обновления.

В 1970-х и 1980-х годах исследователи сосредоточились на выяснении другой системы, используемой для разложения белков, а именно «протеасомы». В этой области исследований Аарон Цехановер, Аврам Хершко и Ирвин Роуз были удостоены Нобелевской премии по химии 2004 года за «открытие убиквитин-опосредованной деградации белка». Протеасома эффективно разрушает белки один за другим, но этот механизм не объясняет, как клетка избавляется от более крупных белковых комплексов и изношенных органелл. Может ли процесс аутофагии быть ответом, и если да, то каковы были механизмы?

Новаторский эксперимент

Ёсинори Осуми активно участвовал в различных областях исследований, но, открыв свою собственную лабораторию в 1988 году, он сосредоточил свои усилия на деградации белка в вакуоли , органелле, которая соответствует лизосомам в клетках человека.Клетки дрожжей относительно легко изучать, и поэтому они часто используются в качестве модели клеток человека. Они особенно полезны для идентификации генов, которые важны в сложных клеточных путях. Но Осуми столкнулся с серьезной проблемой; дрожжевые клетки маленькие, и их внутренние структуры нелегко различить под микроскопом, поэтому он не был уверен, существует ли аутофагия вообще в этом организме. Осуми рассудил, что если он сможет нарушить процесс деградации в вакуоли, пока процесс аутофагии был активен, то аутофагосомы должны накапливаться внутри вакуоли и становиться видимыми под микроскопом.Поэтому он культивировал мутировавшие дрожжи, лишенные ферментов деградации вакуолей, и одновременно стимулировал аутофагию, голодая клетки. Результаты были поразительными! В течение нескольких часов вакуоли были заполнены небольшими пузырьками, которые не разрушились (рис. 2). Везикулы были аутофагосомами, и эксперимент Осуми доказал, что аутофагия существует в дрожжевых клетках. Но что еще более важно, теперь у него был метод идентификации и характеристики ключевых генов, участвующих в этом процессе. Это был большой прорыв, и Осуми опубликовал результаты в 1992 году.

Рисунок 2: В дрожжах (левая панель) большой отсек, называемый вакуолью, соответствует лизосоме в клетках млекопитающих. Осуми произвел дрожжи, лишенные ферментов вакуолярной деградации. Когда эти дрожжевые клетки голодали, аутофагосомы быстро накапливались в вакуоли (средняя панель). Его эксперимент показал, что у дрожжей существует аутофагия. В качестве следующего шага Осуми изучил тысячи мутантов дрожжей (правая панель) и идентифицировал 15 генов, которые необходимы для аутофагии.

Обнаружены гены аутофагии

Осуми теперь воспользовался преимуществами созданных им штаммов дрожжей, в которых аутофагосомы накапливались во время голодания.Этого накопления не должно происходить, если гены, важные для аутофагии, были инактивированы. Осуми подвергал дрожжевые клетки воздействию химического вещества, которое произвольно вводило мутации во многие гены, а затем вызвал аутофагию. Его стратегия сработала! Через год после открытия аутофагии у дрожжей Осуми идентифицировал первые гены, необходимые для аутофагии. В его последующей серии элегантных исследований белки, кодируемые этими генами, были функционально охарактеризованы. Результаты показали, что аутофагия контролируется каскадом белков и белковых комплексов, каждый из которых регулирует отдельную стадию инициации и образования аутофагосом (рис. 3).

Рисунок 3: Осуми изучал функцию белков, кодируемых ключевыми генами аутофагии. Он описал, как стрессовые сигналы запускают аутофагию, а также механизм, с помощью которого белки и белковые комплексы способствуют определенным стадиям образования аутофагосом.

Аутофагия — важный механизм в наших клетках

После идентификации механизма аутофагии у дрожжей остался ключевой вопрос. Был ли соответствующий механизм управления этим процессом у других организмов? Вскоре выяснилось, что в наших собственных клетках действуют практически идентичные механизмы.Инструменты исследования, необходимые для изучения важности аутофагии у людей, теперь доступны.

Благодаря Осуми и другим, кто пошел по его стопам, мы теперь знаем, что аутофагия контролирует важные физиологические функции, в которых клеточные компоненты должны быть разрушены и переработаны. Аутофагия может быстро обеспечить топливом для энергии и строительными блоками для обновления клеточных компонентов и, следовательно, имеет важное значение для клеточного ответа на голодание и другие виды стресса. После заражения аутофагия может устранить вторгшиеся внутриклеточные бактерии и вирусы.Аутофагия способствует развитию эмбриона и дифференцировке клеток. Клетки также используют аутофагию для устранения поврежденных белков и органелл — механизма контроля качества, который имеет решающее значение для противодействия негативным последствиям старения.

Нарушение аутофагии связывают с болезнью Паркинсона, диабетом 2 типа и другими расстройствами, которые возникают у пожилых людей. Мутации в генах аутофагии могут вызывать генетические заболевания. Нарушения в аутофагическом механизме также связаны с раком.В настоящее время ведутся интенсивные исследования по разработке лекарств, которые могут воздействовать на аутофагию при различных заболеваниях.

Аутофагия известна уже более 50 лет, но ее фундаментальное значение в физиологии и медицине было признано только после исследования Ёсинори Осуми, которое изменило парадигму в 1990-х годах. За свои открытия он получил в этом году Нобелевскую премию по физиологии и медицине.

Основные публикации

Такешиге, К., Баба, М., Цубои, С., Нода, Т. и Осуми, Ю. (1992). Аутофагия у дрожжей продемонстрирована с мутантами с дефицитом протеиназы и условиями для ее индукции.Журнал клеточной биологии 119, 301-311

Цукада М. и Осуми Ю. (1993). Выделение и характеристика мутантов с дефектом аутофагии Saccharomyces cervisiae . Письма FEBS 333, 169-174

Мидзусима, Н., Нода, Т., Йошимори, Т., Танака, Ю., Исии, Т., Джордж, М.Д., Клионски, Д.Дж., Осуми, М., и Осуми, Ю. (1998). Система конъюгации белков, необходимая для аутофагии. Природа 395, 395-398

Ичимура Ю., Кирисако Т., Такао Т., Сатоми Ю., Шимониси Ю., Исихара, Н., Мидзусима, Н., Танида, И., Коминами, Э., Осуми, М., Нода, Т. и Осуми, Ю. (2000). Убиквитин-подобная система опосредует липидирование белков. Природа, 408, 488-492

Ёсинори Осуми родился в 1945 году в Фукуоке, Япония. Он получил степень доктора философии. окончил Токийский университет в 1974 году. Проведя три года в Университете Рокфеллера, Нью-Йорк, США, он вернулся в Токийский университет, где в 1988 году основал свою исследовательскую группу. С 2009 года он является профессором Токийского технологического института.

Нобелевская ассамблея, состоящая из 50 профессоров Каролинского института, присуждает Нобелевскую премию по физиологии и медицине. Его Нобелевский комитет оценивает номинации. С 1901 года Нобелевская премия присуждается ученым, сделавшим важнейшие открытия на благо человечества.

Nobel Prize® — зарегистрированная торговая марка Нобелевского фонда

Для цитирования этого раздела
MLA style: Пресс-релиз. NobelPrize.org.Нобелевская премия AB 2021. Ср. 11 августа 2021 г.

Вернуться наверх
Вернуться к началу Возвращает пользователей наверх страницы.

Нобелевская премия Йошинори Осуми за механизмы аутофагии: от базовой биологии дрожжей до терапевтического потенциала

J R Coll Врачи Edinb
. 2016 декабрь; 46 (4): 228-233.

DOI: 10.4997 / jrcpe.2016.403.

Принадлежности

Расширять

Принадлежность

• ¹ DC Rubinsztein, Департамент медицинской генетики, Кембриджский институт медицинских исследований, Кембриджский биомедицинский кампус, Hills Road, Cambridge CB2 0XY, UK.Электронная почта [email protected].

Элемент в буфере обмена

D C Rubinsztein et al.

J R Coll Врачи Edinb.

2016 декабрь.

Показать детали

Показать варианты

Показать варианты

Формат

АннотацияPubMedPMID

J R Coll Врачи Edinb
.2016 декабрь; 46 (4): 228-233.

DOI: 10.4997 / jrcpe.2016.403.

Принадлежность

• ¹ DC Rubinsztein, Департамент медицинской генетики, Кембриджский институт медицинских исследований, Кембриджский биомедицинский кампус, Hills Road, Cambridge CB2 0XY, UK.Электронная почта [email protected].

Элемент в буфере обмена

Опции CiteDisplay

Показать варианты

Формат
АннотацияPubMedPMID

Абстрактный

3 октября 2016 г. японский клеточный биолог Ёсинори Осуми был удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине «за открытие механизмов аутофагии»; аутофагия — это путь внутриклеточной деградации, который помогает поддерживать цитоплазматический гомеостаз.В этом комментарии рассматривается работа Осуми, получившая Нобелевскую премию, в контексте, прежде чем объяснять клиническую значимость аутофагии.

Ключевые слова:

Ёсинори Осуми; аутофагия; генетика дрожжей.

Похожие статьи

• Нобелевская премия за открытие аутофагии.

  [Авторы не указаны]
  [Авторы не указаны]
  Рак Discov. 2016 декабрь; 6 (12): 1298-1299. DOI: 10.1158 / 2159-8290.CD-NB2016-127. Epub 2016 17 октября.
  Рак Discov. 2016 г.

  PMID: 27920135

• Переработка, чтобы открыть для себя что-то новое: роль аутофагии в заболевании почек.

  Левенталь Дж. С., Вятт С. М., Росс М. Дж.
  Левенталь Дж. С. и др.
  Kidney Int.2017 Янв; 91 (1): 4-6. DOI: 10.1016 / j.kint.2016.11.004.
  Kidney Int. 2017 г.

  PMID: 28003091

• Аутофагия — лауреат Нобелевской премии.

  Туз С.А., Дикич И.
  Туз С.А. и др.
  Клетка. 2016 1 декабря; 167 (6): 1433-1435. DOI: 10.1016 / j.cell.2016.11.023.
  Клетка. 2016 г.

  PMID: 27912049

• Аутофагия как универсальный внутриклеточный процесс.Комментарий к Нобелевской премии по физиологии и медицине 2016 г.

  Длугоньская Х.
  Длугоньская Х.
  Ann Parasitol. 2017; 63 (3): 153-157. DOI: 10.17420 / ap6303.100.
  Ann Parasitol. 2017 г.

  PMID: 29274207

  Обзор.

• От Кристиана де Дуве до Ёсинори Осуми: больше для аутофагии, чем просто обед дома.

  Харнетт М.М., Пинеда М.А., Латре де Лате П., Исон Р.Дж., Бестейро С., Харнетт В., Лэнсли Г.Харнетт М.М. и др.
  Biomed J. 2017 Февраль; 40 (1): 9-22. DOI: 10.1016 / j.bj.2016.12.004. Epub 2017 22 марта.
  Биомед Дж. 2017.

  PMID: 28411887
  Бесплатная статья PMC.

  Обзор.

Процитировано

5
артикул

• Чертеж аутофагии в 2020 году: критический обзор.

  Дышловой С.А.Дышловой С.А.
  Mar Drugs. 2020 21 сентября; 18 (9): 482. DOI: 10.3390 / md180

  .
  Mar Drugs. 2020.

  PMID: 32967369
  Бесплатная статья PMC.

  Обзор.

• Морские препараты, действующие как модуляторы аутофагии.

  Дышловой С.А., Хонеккер Ф.
  Дышловой С.А. и др.
  Mar Drugs. 2020 14 января; 18 (1): 53. DOI: 10.3390 / md18010053.
  Mar Drugs. 2020.

  PMID: 31947523
  Бесплатная статья PMC.

• Взаимосвязь между окислительным стрессом, стрессом ER и воспалением при диабете 2 типа: битва продолжается.

  Бургос-Морон Э., Абад-Хименес З., Мараньон А.М., Яннантуони Ф., Эскрибано-Лопес I, Лопес-Доменек С., Салом С., Ховер А., Мора В., Ролдан И., Сола Е., Роча М., Виктор В. М..
  Бургос-Морон Э. и др.
  J Clin Med. 2019 4 сентября; 8 (9): 1385. DOI: 10,3390 / jcm8091385.
  J Clin Med.2019.

  PMID: 31487953
  Бесплатная статья PMC.

  Обзор.

• Дрожжи как инструмент для более глубокого понимания болезней человека, связанных с марганцем.

  Thines L, Deschamps A, Stribny J, Morsomme P.
  Thines L, et al.
  Гены (Базель). 17 июля 2019; 10 (7): 545. DOI: 10.3390 / genes10070545.
  Гены (Базель). 2019.

  PMID: 31319631
  Бесплатная статья PMC.

  Обзор.

• Анализ секвестрации лактатдегидрогеназы — простой и надежный метод определения активности массовой аутофагической секвестрации в клетках млекопитающих.

  Лур М., Салаи П., Энгедал Н.
  Лур М. и др.
  J Vis Exp. 27 июля 2018 г .; (137): 57971. DOI: 10,3791 / 57971.
  J Vis Exp. 2018.

  PMID: 30102280
  Бесплатная статья PMC.

Ёсинори Осуми из Японии получил Нобелевскую премию за исследование «самопоедающихся» клеток

Йошинори Осуми, японский клеточный биолог, в понедельник был удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине за открытие того, как клетки перерабатывают свое содержимое, процесс известная как аутофагия, греческий термин, обозначающий «самопоедание».”

Это очень важный процесс. Во время голодания клетки расщепляют белки и второстепенные компоненты и повторно используют их для получения энергии. Клетки также используют аутофагию для уничтожения вторгшихся вирусов и бактерий, отправляя их на переработку. А клетки используют аутофагию, чтобы избавиться от поврежденных структур. Считается, что этот процесс идет наперекосяк при раке, инфекционных заболеваниях, иммунологических заболеваниях и нейродегенеративных расстройствах. Считается, что нарушение аутофагии также играет роль в старении.

Но мало что было известно о том, как происходит аутофагия, какие гены участвуют в ней, или ее роль в заболевании и нормальном развитии, пока доктор Р.Осуми начал изучать процесс производства пекарских дрожжей.

Почему он выиграл?

Процесс, который он изучает, имеет решающее значение для выживания и сохранения здоровья клеток. Гены аутофагии и метаболические пути, которые он обнаружил у дрожжей, используются высшими организмами, включая человека. И мутации в этих генах могут вызывать болезни. Его работа привела к открытию новой области и вдохновила сотни исследователей по всему миру на изучение этого процесса и открыла новую область исследований.

«Без него не было бы целой области», — сказал Сынмин Хван, доцент кафедры патологии Чикагского университета.«Он устроил поле».

Кто он?

Доктор Осуми, родился в 1945 году в Фукуоке, Япония, и получил степень доктора философии. из Токийского университета в 1974 году, сначала запутался, пытаясь найти свой путь. Он начал с химии, но решил, что это слишком устоявшаяся область с небольшими возможностями.

Итак, он переключился на молекулярную биологию. Но его докторская степень. Диссертация была невпечатляющей, и он не мог найти работу. Его советник предложил постдокторантуру в Рокфеллеровском университете в Нью-Йорке, где он должен был изучать экстракорпоральное оплодотворение на мышах.

«Я очень расстроился», — сказал он в интервью Journal of Cell Biology в 2012 году. Он переключился на изучение дупликации ДНК у дрожжей. Эта работа привела его к должности младшего профессора в Токийском университете, где он взял микроскоп и начал изучать мешочки с дрожжами, в которых разлагаются клеточные компоненты — работа, которая в конечном итоге привела его в возрасте 43 лет к открытиям, которые Нобелевская ассамблея признал в понедельник. Позже доктор Осуми перешел в Национальный институт фундаментальной биологии в Окадзаки, а с 2009 года он был профессором Токийского технологического института.

«Все, что я могу сказать, это такая честь», — сказал доктор Осуми репортерам в Токийском технологическом институте, узнав, что он был удостоен Нобелевской премии, согласно японской телекомпании NHK. «Я хотел бы сказать молодым людям, что не все могут добиться успеха в науке, но важно принять вызов».

Какой он?

«Он тихий человек», — сказала доктор Бет Левин, руководитель отдела исследований аутофагии Юго-западного медицинского центра Техасского университета в Далласе.Но при этом он тихо дерзок.

«К сожалению, в наши дни, по крайней мере в Японии, молодые ученые хотят получить стабильную работу, поэтому они боятся рисковать», — сказал он в интервью Journal of Cell Biology. «Большинство людей решают работать в самой популярной области, потому что думают, что это самый простой способ опубликовать статью».

Что касается себя, он сказал: «Я не очень конкурентоспособен, поэтому я всегда ищу новый предмет для изучения, даже если он не так популярен. Если вы начнете с какого-то базового, нового наблюдения, вам будет над чем поработать.

Реакции

Нобелевская премия доктора Осуми «была неизбежна», — сказал доктор Левин. Доктор Осуми, по ее словам, «почитается в области аутофагии».

Исследователи аутофагии во всем мире были рады признанию. «Это волнующий день для всех нас», — сказала д-р Ана Мария Куэрво, исследователь аутофагии и содиректор Института старения Медицинского колледжа Альберта Эйнштейна в Бронксе. «Его работы — одни из самых элегантных, которые вы можете себе представить, благодаря знанию и красоте того, как работают клетки.

Кей Ф. Маклауд, исследователь рака из Чикагского университета, сказала: «Очень интересно, что аутофагия была признана сама по себе». Более того, добавила она, потому что работа доктора Осуми была фундаментальным исследованием. Когда доктор Осуми и его коллеги начали, она сказала: «Я сомневаюсь, что они на мгновение подумали, что этот фундаментальный процесс в конечном итоге окажется настолько важным для механизмов болезни и потенциальных методов лечения».

Д-р Дэвид Х. Перлмуттер, декан медицинского факультета Вашингтонского университета в Св.Луис сказал, что работа доктора Осуми открыла область, которая сейчас резко выросла, имея в виду «материал научной фантастики». По его словам, если система аутофагии выходит из строя, результатом является преждевременное старение с такими заболеваниями, как сердечно-сосудистые заболевания, слабость скелета, непереносимость глюкозы и снижение когнитивных функций. Сейчас изучаются препараты, стимулирующие эту систему. «Если вы примете лекарство и стимулируете систему, вы продлите жизнь вашему организму и избавитесь от рака», — сказал он.

Премьер-министр Японии Синдзо Абэ позвонил докторуОсуми поздравить его, сказав: «Ваше исследование пролило свет на людей, страдающих серьезными заболеваниями».

Кто остался без приза?

Предполагалось, что Нобелевская премия достанется исследователям, чья работа сыграла важную роль в разработке новых методов лечения, позволяющих иммунной системе атаковать раковые клетки. Список длинный. Среди лидеров были Джеймс П. Эллисон из онкологического центра доктора медицины Андерсона Техасского университета; Крейг Б. Томпсон из Мемориального онкологического центра им. Слоана Кеттеринга в Нью-Йорке; Гордон Дж.Фримен из Института рака Дана-Фарбер; и Тасуку Хондзё из Киотского университета. Другой ученый, который часто упоминается как претендент на Нобелевскую премию, — Джеффри Блюстоун из Калифорнийского университета в Сан-Франциско, который работает с иммунной системой при расстройствах, при которых она атакует нормальные клетки.

Кто получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине 2015 года?

Уильям К. Кэмпбелл, Сатоши Омура и Ту Юю получили признание за использование современных лабораторных методов для открытия антипаразитарных препаратов, давно скрытых в травах и почве.

Когда будут объявлены другие Нобели?

Еще пять будут присуждены в ближайшие дни:

■ Нобелевская премия по физике будет объявлена ​​во вторник в Швеции. Прочтите о прошлогодних победителях, Такааки Кадзите и Артуре Б. Макдональде.

■ Нобелевская премия по химии будет объявлена ​​в среду в Швеции. Прочтите о прошлогодних победителях, Томасе Линдале, Поле Л. Модриче и Азизе Санкаре.

■ Нобелевская премия мира будет объявлена ​​в пятницу в Норвегии.Читайте о прошлогодних победителях, Квартете национального диалога Туниса.

■ Нобелевская мемориальная премия по экономическим наукам будет объявлена ​​в понедельник, 10 октября, в Швеции. Прочтите о прошлогоднем победителе Ангусе Дитоне.

■ Нобелевская премия по литературе будет объявлена ​​в четверг, 13 октября, в Швеции. Читайте о прошлогодней победительнице Светлане Алексиевич.

Ёсинори Осуми получил Нобелевскую премию по медицине за работу по аутофагии | Нобелевские премии

Нобелевская премия по медицине была присуждена японскому клеточному биологу за открытие того, как клетки разрушаются и перерабатывают свои собственные компоненты.

71-летний Йошинори Осуми получит престижную награду в размере 8 миллионов шведских крон (718 000 фунтов стерлингов) за открытие «механизмов аутофагии», фундаментального процесса в клетках, который, по мнению ученых, можно использовать для борьбы с раком и деменцией.

Аутофагия — это внутренняя программа утилизации организма: компоненты отходов улавливаются, а полезные части удаляются, чтобы генерировать энергию или строить новые клетки. Этот процесс имеет решающее значение для предотвращения раковых образований, предотвращения инфекций и, поддерживая здоровый обмен веществ, помогает защитить от таких состояний, как диабет.

Дисфункциональная аутофагия связана с болезнью Паркинсона, диабетом 2 типа, раком и множеством возрастных расстройств. В настоящее время ведутся интенсивные исследования по разработке лекарств, которые могут воздействовать на аутофагию для лечения различных заболеваний.

Выступая перед репортерами в Токио в понедельник, Осуми сказал: «В детстве Нобелевская премия была мечтой, но после того, как я начал свои исследования, она перестала быть моей картиной».

Он сказал, что решил сосредоточиться на системе утилизации клеточных отходов, что было немодным в то время, потому что он хотел работать над чем-то другим.

«Я не чувствую себя комфортно, соревнуясь со многими людьми, и вместо этого мне нравится делать то, что никто другой не делает», — добавил он. «В каком-то смысле это и есть наука, и радость от открытия чего-то вдохновляет меня».

Осуми, который находился в своей лаборатории, когда ему позвонил Томас Перлманн, секретарь Нобелевского комитета, признался, что был «слегка шокирован» этой новостью.

Слово аутофагия происходит от двух греческих слов, означающих «самопоедание».Это относится к процессу, при котором клеточный мусор улавливается и запечатывается в мешковидные мембраны, называемые аутофагосомами. Запечатанное содержимое транспортируется в другую структуру, называемую лизосомой, которая когда-то считалась не более чем мусорным баком для клеток.

Изучая процесс в дрожжевых клетках, Осуми идентифицировал основные гены, участвующие в аутофагии, и показал, как белки, которые они кодируют, объединяются, чтобы построить мембрану аутофагосомы. Позже он показал, что аналогичный процесс рециклинга клеток происходит в клетках человека — и что без него наши клетки не выжили бы.

Джулин Зиерат, член Нобелевского комитета, сказала: «Каждый день нам нужно восполнять от 200 до 300 г белка в нашем организме … Мы едим каждый день около 70 г белка, но этого недостаточно, чтобы заботиться о нем. потребности производить новые белки. Благодаря этому механизму мы можем полагаться на некоторые из наших собственных белков, возможно, на поврежденные белки или долгоживущие белки, и они перерабатываются с помощью этого сложного механизма, чтобы мы могли выжить и выжить ».

Профессор Дэвид Рубинштейн, заместитель директора Кембриджского института медицинских исследований при Кембриджском университете, сказал, что открытия Осуми позволили глубже понять биологию, лежащую в основе инфекционных заболеваний, рака, болезней Хантингтона и Паркинсона.

«Я очень рад, что он получил Нобелевскую премию в этом году, она заслужена», — сказал он. «Его лаборатория в основном работает с дрожжами. Они провели первоначальный скрининг, который позволил обнаружить ключевые гены, участвующие в аутофагии. Многие другие лаборатории прямо или косвенно использовали его открытия, чтобы понять, почему они важны для лечения болезней ».

Джованна Маллуччи, профессор клинической нейробиологии Кембриджского университета, сказала, что открытия Осуми открывают путь для новых подходов к лечению заболеваний, от рака до нейродегенеративных заболеваний.

«Я считаю очень важным, чтобы эта область науки получила признание», — сказала она. «Важный принцип здесь — общие механизмы в болезни. Это открывает возможности для лечения этих расстройств, которые отличаются от более традиционных подходов к лечению конкретных заболеваний ».

В прошлом году приз разделили три ученых за открытия, которые помогли врачам бороться с малярией и инфекциями, вызываемыми паразитами круглых червей.

Китайский химик Ту Юю получила признание за открытие артемизинина, одного из самых эффективных средств лечения малярии.Два других исследователя, Сатоши Омура, эксперт по почвенным микробам из Университета Китасато, и Уильям Кэмпбелл, паразитолог ирландского происхождения из Университета Дрю в Нью-Джерси, разделили вторую половину приза за открытие авермектина, средства от круглых червей. паразиты.

Победители призов по физике, химии и миру будут объявлены позже на этой неделе. Премия по экономике будет объявлена ​​в понедельник, 10 октября.

Ёсинори Осуми, лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине 2016 г.

Ёсинори Осуми | Киотская премия

Доктор Йошинори Осуми внес новаторский вклад в науку в своем клеточно-генетическом исследовании аутофагии (также известной как «клеточная самоканнибализация») дрожжей, клеточного процесса, который разрушает белки, чтобы адаптироваться к питательной среде и другим факторам.Впервые аутофагия была предложена в начале 1960-х годов на основании наблюдения, что цитозольные компоненты, такие как митохондрии и эндоплазматический ретикулум, находятся в однослойных мембранах внутри лизосомы, известной как пищевая вакуоль или фагосома в клетках животных. Термин аутофагия относится к процессу, при котором внутриклеточные компоненты и органеллы включаются в лизосому для деградации. В течение некоторого времени сообщалось, что это явление происходит в различных клетках и некоторых органах, но молекулярный механизм и физиологическое значение оставались неясными.В 1992 году, изучая функцию вакуолей с помощью почкующихся дрожжей, Saccharomyces cerevisiae , доктор Осуми обнаружил, что внутри вакуоли появляются внутриклеточные компоненты и органеллы, окруженные однослойными мембранами, если штаммы с дефицитом протеиназы B подвергались воздействию низкой питательная питательная среда. Это была первая демонстрация возможности индуцирования аутофагии у дрожжей. Следуя этому наблюдению, доктор Осуми затем выделил ряд мутантов, у которых аутофагия не индуцируется, даже если протеазы подавлены и питательные вещества истощены.Его открытие аутофагии у дрожжей и этих мутантов проложило путь для анализа молекулярных механизмов, участвующих в аутофагии. К настоящему времени его открытия привели к идентификации нескольких десятков молекул, участвующих в аутофагии, и функциональный анализ этих молекул проливает свет на путь, определяющий, как de novo формирует мембранную структуру, содержащую внутриклеточные компоненты и органеллы, и ее слияние с лизосомами происходит в ответ на голодание и другие раздражители.

Открытие факторов, участвующих в аутофагическом процессе у дрожжей, также помогло идентифицировать их гомологи в клетках млекопитающих и других животных. Это, в свою очередь, позволило многим исследователям раскрыть широкое физиологическое значение аутофагии у животных, а именно, что аутофагия необходима новорожденным для адаптации к состоянию голода при рождении; что аутофагия необходима для предотвращения гибели нервных клеток, поскольку она препятствует накоплению аномальных белков в нервах; и что метаболический обмен посредством аутофагии жизненно важен для поддержания сокращения миокарда.

Вклад доктора Осуми в эту область заслуживает высокого признания, поскольку он открыл дверь для выяснения молекулярных механизмов и физиологического значения аутофагии — системы самоканнибализации клеток, которая представляет собой жизненно важный и фундаментальный процесс в живых организмах.

По этим причинам Фонд Инамори рад вручить Киотскую премию в области фундаментальных наук за 2012 год д-ру Ёсинори Осуми.

Ёсинори Осуми получил Нобелевскую премию по медицине за работу по аутофагии

Нобелевская премия по физиологии и медицине 2016 г. была присуждена Ёсинори Осуми за открытие механизмов аутофагии.

Осуми становится 107-м лауреатом премии, которую основатель Альфред Нобель посвятил «человеку, который совершит самое важное открытие в области физиологии и медицины».

Его открытия механизмов аутофагии — когда клетки разрушают и перерабатывают свое содержимое — начались с серии экспериментов с использованием пекарских дрожжей в начале 1990-х годов.

В 1993 году он открыл ген, который контролирует этот процесс, и продолжил разъяснение того, как аутофагия контролирует важные физиологические функции, в которых клеточные компоненты должны быть разложены и переработаны, обнаружив, что наши собственные клетки следуют практически идентичным механизмам, обнаруженным в дрожжах.

Аутофагия — буквально означает «есть саму себя» — это важный клеточный ответ на голод и другие виды стресса в организме, поскольку она может быстро обеспечить топливо для обновления клеток.

Случаи нарушения этого процесса были обнаружены у людей с неврологическими расстройствами, такими как болезнь Паркинсона, а также диабетом 2 типа и другими генетическими заболеваниями.

Точно так же мутации в генах аутофагии были связаны с различными видами рака, и работа Осуми подтолкнула текущие исследования по разработке лекарств, которые могут воздействовать на этот механизм.

Хотя это известно ученым с 1960-х годов, понимание важности аутофагии как сложного центра переработки, основанного на замене более 200 г белка в день, а не просто поврежденной единицы утилизации клеток, не было прояснено до экспериментов Осуми и анализ.

В беседе с японской телекомпанией NHK в Токийском технологическом институте, где он является почетным профессором, Осуми сказал, что получить в этом году премию по физиологии и медицине — это «большая честь».