Исследован один из важнейших процессов адаптации живых организмов

Два американских и один британский ученые, независимо друг от друга открывшие, как клетки определяют и приспосабливаются к содержанию кислорода, получили Нобелевскую премию по физиологии и медицине за 2019 год.

Доктор Уильям Келин (из Института рака имени Чарльза Даны и Сидни Фарбера, одного из учебных центров Гарвардской медицинской школы), сэр Питер Рэтклифф (Оксфордский университет и Институт имени Фрэнсиса Крика) и Грегг Л. Семенца (Университет Джонса Хопкинса) удостоены Нобелевской премии по физиологии и медицине за определение молекулярных механизмов, которые регулируют активность генов в ответ на изменение содержания кислорода — одного из наиболее важных для жизни клеток адаптивного процесса. Открытия лауреатов позволят лучше понять, как содержание кислорода влияет на деятельность клетки и в здоровом, и в больном, пораженном анемией или раком, организме, объявил Томас Перельман, секретарь Нобелевского комитета и профессор молекулярной биологии Королевского университета Стокгольма.

Трое ученых, которые вместе уже получили одну премию — в 2016 году премию имени Ласкера за основополагающие медицинские исследования,— разделят на сей раз 9 млн шведских крон, что примерно соответствует $900 тыс.

Перед тем как сделать публичное объявление, Перельман позвонил всем троим лауреатам. Келину он дозвонился со второго раза — сперва номер был неверный. Все трое были безмерно счастливы узнать, что получат премию: Келин потерял дар речи, а Семенца сперва подумал, что ему это приснилось.

Семенца и Рэтклифф изучали ген, отвечающий за эритропоэтин (гормон, регулирующий образование эритроцитов), и как на его работу влияет содержание кислорода в клетке, и обнаружили, что сегменты ДНК, находящиеся поблизости от гена эритропоэтина, влияют на то, как клетка отвечает на гипоксию (недостаток кислорода). Им удалось выявить белок, который они назвали HIF (hypoxia-inducible factor — фактор, вызванный гипоксией). Этот белок реагирует на нехватку кислорода и запускает производство эритроцитов. (Эритропоэтин — известный в спорте допинг: употребление эритропоэтина повышает количество эритроцитов и увеличивает, таким образом, поступление кислорода к мышцам.)

Келин же обнаружил, что белок VHL (von Hippel — Lindau, белок фон Гиппеля — Линдау, онкосупрессор, то есть подавляет злокачественные новообразования), дефицит или отсутствие которого приводит к раку почки, связан с HIF-белком и может вызывать его деградацию. Он также обнаружил, что, когда HIF-белок захватывает дополнительный атом кислорода и водорода, это показывает, справилась ли клетка.

Способность клетки определить содержание кислорода — не только ключевой процесс в метаболизме и в производстве новых клеток крови, но также и процесс, который искажается во многих онкологических случаях, комментирует Джейсон Шельцер из Лаборатории в Колд-Спринг-Харбор, одной из ведущих частных некоммерческих организаций, ведущих онкологические (и не только) исследования. Лауреаты открыли механизмы восприимчивости клеток к кислороду и, таким образом, объяснили фундаментальную загадку биологии. Их работы оказывают огромное влияние на практическую медицину. Кстати, HIF-белок, замечает Шельцер, обычно гиперактивен в злокачественных случаях и ингибиторы этого белка могут быть использованы в терапии некоторых видов рака.

Процесс номинации ученых на Нобелевскую премию начался в прошлом году. Нобелевский комитет пригласил к участию более 3 тыс. экспертов, среди которых 50 членов Нобелевской ассамблеи в Королевском институте, члены Королевской шведской академии наук, бывшие лауреаты в соответствующих областях науки и полные профессора по награждаемым специальностям в дюжине ведущих научных институций по всему миру. Нобелевский комитет стремится к гендерной справедливости, поэтому в последние годы увеличивает число женщин среди тех, кто может выдвигать номинантов.

После того как (примерно к концу января) номинанты названы, обычно их бывает порядка 300. Нобелевский комитет, состоящий из пяти человек, просит экспертов со всего мира написать отзывы на кандидатов. В сентябре получившие лучшие отзывы номинанты (их число и состав держатся в строгом секрете) обсуждаются в Нобелевской ассамблее, которая выбирает лауреатов утром того же дня, когда объявляет их.

По материалам журнала Stat, октябрь 2019 г.

Анатолий Кривов