Nagrody Nobla 2001 w dziedzinie fizjologii i medycyny

8 października br. Komitet Noblowski przy szwedzkim Instytucie Karolinska ogłosił nazwiska tegorocznych laureatów Nagrody Nobla w dziedzinie medycyny i fizjologii. Nagrodę otrzyma – tradycyjnie 10 grudnia – trzech uczonych: Leland H. Hartwell z USA oraz R. Timothy Hunt i Paul M. Nurse z Wielkiej Brytanii – za odkrycie podstawowych regulatorów cyklu komórkowego w organizmach eukariotycznych (a więc także u ludzi).

Leland H. Hartwell (ur. w 1939 r.) pracujący we Fred Hutchinson Cancer Research Center w Seattle, nagrodzony został za odkrycie klasy genów odpowiedzialnych za regulację cyklu komórkowego. W latach 60. XX wieku rozpoczął badanie podziałów mitotycznych drożdży piekarskich (Saccharymyces cerevisiae), a na początku lat 70. wyizolował komórki, w których geny kontrolujące cykl mitotyczny uległy mutacjom. W dalszym etapie umożliwiło to uczonemu zidentyfikowanie ponad setki genów "sterujących" procesem podziału komórki (tzw. geny cdc). Ustalił on, że rolę czynnika rozpoczynającego cykl komórkowy pełni produkt genu cdc28. Inicjuje on przejście komórki z fazy G1 do S. Badając cykl komórkowy, Hartwell wprowadził pojęcie punktu restrykcyjnego i postawił hipotezę, że w przypadku gdy mamy do czynienia z uszkodzonym DNA, proces podziału zatrzymuje się w punkcie restrykcyjnym, aby umożliwić komórce naprawę błędów przed zakończeniem podziału.

Paul M. Nurse (ur. w 1949 r., pracujący w Imperial Cancer Research Fund w Londynie) został wyróżniony za odkrycie i sklonowanie białka CDK1 (cyclin dependent kinase), które jest jednym z najważniejszych regulatorów cyklu komórkowego. W latach 70., w efekcie badań podziałów komórkowych u innego gatunku drożdży – Schizzosaccharomyces pombe – zidentyfikował on gen cdc2, a następnie opisał złożoną rolę, jaką produkt tego genu odgrywa w procesie regulacji cyklu komórkowego (np. przejście z fazy G2 do M, ale także – analogicznie jak gen cdc28 odkryty przez Hartwella – z G1 do S). W 1987 r. P. Nurse wyizolował z komórek ludzkich odpowiednik genu cdc2 oraz kodowane przez niego białko – CDK1. Następnie udowodnił, że białko to wykazuje aktywność kinazy białkowej, czyli posiada zdolność do fosforylacji innych białek.

Timothy Hunt (ur. w 1943 r., również z Imperial Cancer Research Fund w Londynie) uhonorowany został za odkrycie na początku lat 80. cyklin. Cykliny to rodzina białek wytwarzana w każdej fazie cyklu komórkowego. Ich poziom oraz stężenie jest ściśle związane z określoną fazą cyklu. Badając komórki jeżowca morskiego (Arbacia), Hunt zauważył, że ilość cyklin zmienia się w tzw. cyklozależny sposób. Wykazał, że cykliny łączą się z białkami CDK, aktywując w ten sposób ich gotowość do fosforylacji. Ilość kinaz CDK jest stała w cyklu komórkowym, natomiast ich aktywność jest modulowana zmieniającymi się stężeniami cyklin.

Z odkryć tegorocznych noblistów skorzystali już i nadal korzystają naukowcy prowadzący badania w bardzo wielu dziedzinach biomedycznych.

– Zaburzenia regulacji cyklu komórkowego są jedną z przyczyn powstawania wielu chorób, w tym nowotworów - powiedział SZ doc. dr hab. Janusz Siedlecki, kierownik Zakładu Biologii Molekularnej w Centrum Onkologii w Warszawie. - Można więc sobie wyobrazić leki zapobiegające skutkom tych zaburzeń, działające na komórki w określonej fazie cyklu i np. hamujące podziały tylko komórek chorych. Inna, bardziej zaawansowana możliwość – to próby naprawiania cyklu komórkowego poprzez wprowadzenie substancji wpływających np. na aktywność fosforylacji. Stworzenie takich substancji wymagać jednak będzie dogłębnej znajomości reguł rządzących cyklem komórkowym, a tym współczesna nauka jeszcze nie może się pochwalić.