Cellerne inde i vores kroppe arbejder som en fabrik, der producerer og eksporterer et væld af forskellige molekyler, såsom insulin til at kontrollere blodsukkeret eller neurotransmittere, der tillader os at tænke, bestille musklerne til at flytte, opbevare, registrere følelser eller reagere på stress.
Cellerne inde i vores kroppe arbejder som en fabrik, der producerer og eksporterer et væld af forskellige molekyler.
Molekyler såsom insulin til at kontrollere blodsukkeret eller neurotransmittere, der tillader os at tænke, bestille musklerne til at flytte, opbevare, registrere følelser eller reagere på stress.
Under transporten er mange af disse molekyler grupperet i små “pakker” kaldet vesikler.
Vesiklerne hjælpe transportstoffer forskellige steder inde i cellen og sender molekyler fra cellens overflade som signaler til andre celler i kroppen, og det skal ske med yderste præcision – dvs. rigtige sted på rette tidspunkt.
Transportsystemet er kritisk i forhold til en lang række fysiologiske processer i cellerne fra signalering i hjernen til frigivelse af hormoner. Defekter i denne vesikeltransport spiller en rolle i en række sygdomme herunder en række neurologiske og immunologiske lidelser samt diabetes.
Hvis vesiklerne i muskelceller holder op med at optage insulin, får vi diabetes. Hvis de holder op med at reagere eller begynder at overreagere, kan vi få immunsygdomme.
Den eukaryote celle indeholder en række organeller med særegne specialiserede funktioner og biokemi. Disse organeller, eksempelvis cellekernen, golgiapparatet og det endoplasmatiske reticulum (ER), blev beskrevet ved mikroskopi fra slutningen af 1800-tallet og op igennem det tyvende århundrede.
Men den øgede forståelse for, at disse organeller udfører separate funktioner, gjorde det ikke lettere at forstå den intracellulære organisation af de mange processer. Det forblev et stort mysterium. Hvordan kunne det være, at alle de mange processer kan forløbe separat og uden sammenblanding?
De tre prismodtagere har opdaget de molekylære principper
De tre forskere James Rothman, Randy Schekman og Thomas Südhof delte i 2013 nobelprisen i medicin eller fysiologi for deres banebrydende forskning.
“De tre prismodtagere har opdaget de molekylære principper, der styrer, hvordan transporten bliver leveret til det rette sted på cellen og på det rigtige tidspunkt,” skrev Nobeljuryen blandt andet i sin begrundelse.
Biologernes forskning handler om de trafiksignaler, der foregår inde i cellerne i menneskekroppen. Deres opdagelser har haft en stor effekt på forståelsen for en række sygdomme og defekter og kan blive en vigtig brik i udviklingen af ny medicin.
James Rothman er født i 1950 i Massachusetts, USA og uddannet fra Harvard Medical School i biokemi og cellefysiologi. Rothman er i dag ansat som professor i cellebiologi ved Yale University.
Rothman fandt frem til et kompleks af proteiner, der sikrer, at vesiklerne kan fusionere med cellemembranen på korrekte sted, hvor molekylerne skal leveres.
I løbet af 1980’erne og 1990’erne, viste Rothman hvordan vesikler fusionerer med specifikke overflader i cellen, således at transporter ankommer til den korrekte destination. Det første protein, som han identificerede, kaldte han N-ethylmaleimide-sensitive factor (NSF), og det viste sig senere at svare til én af Randy Schekmans identificerede gener.
Det var et afgørende skridt for den videre forskning, at Randy Schekmans og James Rothmans opdagelser på denne måde stemte overens med hinanden.
Rothmans forskning og dens implikationer er tværfaglig, fordi det vesikulære transport system involverer begreber som genetik, fysiologi og biofysik.
“Det overordnede mål er at forstå transportveje fra strukturel mekanisme til cellulær fysiologi”.
Randy W. Schekman er født i 1948 i Minnesota, USA. Han studerede på University of California og tog siden sin ph.d.-grad fra Stanford University. Han har siden 1976 arbejdet på University of California, Berkeley, hvor han er professor i molekylær- og cellebiologi.
Schekman satte sig for at identificere de gener, som er involveret i vesikeltransporten. Han bestemte sig for at studere gærsvampe, som jo siden oldtiden har været anvendt til bagning og vinfremstilling og derfor forædlede til at udskille store mængder glykoproteiner. Dette gør gærcellerne særligt egnede til studier af vesikeltransporten – og Schekman gik nu på jagt efter muterede gærceller, hvor vesikeltransporten var påvirket.
Schekman identificerede 23 gener, der kunne inddeles i tre grupper gener, alt efter om de var involveret i vesikeltransport til cellens overflade, til golgiaapparatet eller til endoplasmatiske reticulum (ER).
Thomas C. Südhof er født i 1955 i Göttingen, Tyskland. Han er uddannet læge fra Georg-August Universität i Göttingen, hvorfra han også har en doktorgrad i neurokemi.
I 2008 blev han udnævnt til professor i molekylær- og cellefysiologi på Stanford University, CA.
Südhof opdagede det signalsystem, der sikrer, at vesiklerne med stor præcision kan overdrage deres last af molekyler på det rigtige tidspunkt. Thomas Südhofs opdagelse, af hvordan neuroner frigiver transmittersubstanserne, har nu vist sig at være universelle for den tidsmæssige styring af vesikeltransporten – som for eksempel når betacellerne frigiver insulin fra bugspytkirtlen.
De tre forskere har opdaget en grundlæggende proces i cellefysiologi.
Uden denne vidunderlige præcise organisation – ville cellen bortfalde i kaos. Det har betydning for næsten al anden cellebiologisk forskning i dag, bl.a. i hjernesygdomme, diabetes, kræft og immunsygdomme.
“Proteiner som insulin kan ikke selv bare flyde rundt i cellen, til de rammer noget tilfældigt. De bærer som små postbude rundt på stoffer og afleverer dem inde i cellen eller til membranen hvis de skal ud af cellen,” siger Marja Jäättelä Professor, dr.med, hvis forskningsenhed i Kræftens Bekæmpelse arbejder på at udnytte en svaghed i kræftcellernes interne affaldssystem, som fungerer anderledes end i almindelige celler.
Stoffer transporteres hen til affaldssystemet med de vesikler, som årets nobelpristagere af beskrevet. “Det er svært at forestille sig et cellebiologisk forskningsområde, som ikke på en eller anden måde har med dette her at gøre,” siger Jäättelä.
Kilder: Nobelprice.com, Videnskab, Infolink2013.dk, Viden
