Molekuláris biológiáért ketten kapják az orvosi Nobel-díjat
A hőmérséklet és az érintés érzékeléséért felelős receptorok felfedezéséért két tudós, az amerikai David Julius és az Egyesült Államokban élő, libanoni születésű Ardem Patapoutian kapja az idei orvosi-élettani Nobel-díjat – jelentették be hétfőn a stockholmi Karolinska Intézetben.A meleg, a hideg és a tapintás érzékelésének képessége létfontosságú a túléléshez. „A mindennapi életünkben biztosra vesszük ezek érzékelését, de hogyan keletkeznek az idegi impulzusok a hőmérséklet és a nyomás észleléséhez? Ezt a kérdést válaszolták meg az idei Nobel-díjasok” – írták az illetékes bizottság indoklásában.
David Julius molekuláris neurobiológus a chili paprika csípős, égető érzést keltő alkotóelemét használta egy olyan szenzor azonosításához a bőr idegvégződéseiben, amely hőhatásra reagál. Ardem Patapoutian molekuláris biológus, idegtudós pedig nyomásra érzékeny sejteket használt szenzorok egy olyan új osztályának felfedezésében, amelyek mechanikai stimulációra válaszolnak a bőrben és a belső szervekben. Ezen átütő felfedezések beható kutatásokat indítottak el, amelyek révén gyorsan bővültek arról szóló ismereteink, hogy az idegrendszer miként érzékeli a hőt, a hideget és a mechanikai ingereket – írták. „A kitüntetettek fontos hiányzó láncszemeket azonosítottak az érzékeink és a környezet közötti komplex kölcsönhatás megértésében” – tették hozzá.
David Julius és Ardem Patapoutian felfedezései előtt még megválaszolásra várt az az alapvető fontosságú kérdés, hogy miként válik elektromos impulzussá az idegrendszerben a hőmérséklet és a tapintás. David Julius úgy vélte: előrelépést érhetnek el a kérdésben annak vizsgálatával, hogy a chili paprikában található kapszaicin miként kelt égető érzést a szervezetben. Az 1990-es évek második felében a Kaliforniai Egyetem San Franciscó-i intézményében David Julius és kollégái „könyvtárat” hoztak létre a fájdalomra, a hőre és a tapintásra reagáló neuronokban kifejeződő génekkel egyező DNS-töredékek millióiból. Feltételezték, hogy a „könyvtár” tartalmaz olyan DNS-töredéket is, amely a kapszaicinra reagálni képes fehérjét kódolja. Hosszas kutatás után egyetlen gént találtak, amely érzékennyé tette a sejteket a kapsziacinra, további kísérletek pedig felfedték, hogy ez a gén új ioncsatorna-fehérjét kódol. Az újonnan felfedezett kapsziacinreceptor a TRPV1 nevet kapta. A fehérje hőre való reagálásának képességét vizsgálva Julius rájött, hogy hőérzékelő receptort fedezett fel, amely a fájdalmasnak érzékelt hőmérsékletekre aktiválódik.
A TRPV1 felfedezése áttörést jelentett a hőmérséklet érzékeléséért felelős további receptorok azonosításában. Egymástól függetlenül David Julius és Ardem Patapoutian mentolt használva azonosította a hideg által aktivált TRPM8 receptort, majd a TRPV1-hez és a TRPM8-hoz kapcsolódó további ioncsatornákat, amelyek különböző hőmérsékletekre reagálnak.
Az viszont továbbra is tisztázásra várt, hogy az emberi szervezet miként érzékeli a tapintást és a nyomást. Ardem Patapoutian a kaliforniai Scripps Kutatóintézetben kollégáival először olyan sejteket azonosított, amelyek mérhető elektromos jelet adtak le, amikor az egyes sejteket mikropipettával „megbökték”. Úgy vélték, hogy a mechanikai erő által aktivált receptor egy ioncsatorna, és következő lépésként azonosítottak 72 gént, amelyekről úgy gondolták, kódolhatja a keresett receptorokat. Végül találtak egy ilyen gént. Az új és teljesen ismeretlen mechanoszenzitív ioncsatorna a Piezo1 nevet kapta. Majd találtak egy második gént is, a Piezo2-t. Később kiderült, hogy a Piezo1 és a Piezo2 további fontos fiziológiai folyamatokat is szabályoz, többek közt a vérnyomást, a vizelési ingert és a lélegzést.
David Julius 1955-ben született New Yorkban, a Kaliforniai Egyetemen, Berkeleyben szerzett Phd-fokozatot, posztdoktori képzésre a New York-i Columbia Egyetemre járt. 1989 óta San Franciscóban professzor. 2010 óta a Magyar Tudományos Akadémia (MTA) tiszteleti tagja.
Ardem Patapoutian Bejrútban, Libanonban született 1967-ben. Fiatalon Los Angelesbe költözött, a Kaliforniai Műszaki Egyetemen (Caltech) szerzett Phd-fokozatot, San Franciscóban végezte posztdoktori tanulmányait. 2000 óta a Scripps Kutatóintézet munkatársa.
A kitüntetettek 10 millió svéd koronán (352,1 millió forintos összegen) osztoznak. A díjat hagyományosan december 10-én, az elismerést alapító Alfred Nobel halálának évfordulóján adják át, a koronavírus-világjárvány miatt idén is a megszokottnál jóval szerényebb körülmények között.
Az orvostudományi Nobel-díjat 1901 óta most 112. alkalommal ítélték oda, összesen 224 kitüntetettnek: 39 alkalommal kapta egy, 34 alkalommal két, 39 alkalommal három tudós megosztva az elismerést. A 224 kitüntetettből 12 nő, akik közül csak Barbara McClintock vehette át egyedül a díjat 1983-ban.
A kitüntetést kilenc alkalommal (1915, 1916, 1917, 1918, 1921, 1925, 1940, 1941 és 1942) nem ítélték oda. A díjat egy kitüntetett nem vehette át: a német Gerhard Domagknak Adolf Hitler parancsára vissza kellett utasítania a neki 1939-ben megítélt orvosi Nobel-díjat, a tudós az érmet és az oklevelet (a pénzösszeget már nem) csak 1947-ben kapta meg.
Az eddigi legfiatalabb kitüntetett a kanadai Frederick G. Banting volt, aki 1923-ban harminckét évesen vehette át a díjat, míg a legidősebb az amerikai Francis Peyton Rous, aki nyolcvanhét éves volt, amikor 1966-ban neki ítélték a kitüntetést. 1947-ben fordult elő első alkalommal, hogy egy házaspár mindkét tagja, Gerty és Carl Cori is megkapta az orvosi Nobel-díjat, majd 2014-ben a norvég May-Britt Moser és férje, Edvard Moser szintén megosztott orvosi Nobel-díjat kapott. A legidősebb élő kitüntetett az 1924-ban született francia-amerikai Roger Guillemin, aki 1977-ben kapta meg az elismerést.
Érdekesség, hogy a jelöltekről ötven évig nem közölhető információ. Így például csak a fél évszázad lejártával derülhetett ki, hogy Sigmund Freud osztrák pszichiátert több mint tucatnyi alkalommal jelölték, ennek ellenére sem kapta meg a díjat.
Az élettani-orvosi Nobel-díjnak eddig három magyar vagy magyar származású kitüntetettje volt. Bárány Róbert (1876-1936), aki Svédországban élt, 1914-ben kapta a díjat „a vesztibuláris apparátus (egyensúlyszerv) fiziológiájával és kórtanával kapcsolatos munkáiért”. 1937-ben Szent-Györgyi Albert (1893-1986) kapta a kitüntetést „a biológiai égésfolyamatok terén tett felfedezéséért, különösen ami a C-vitamin és a fumársav-katalízis felfedezését illeti” – ő az egyetlen magyar tudós, aki idehaza folytatott kutatásaiért kapta meg a díjat. Az Amerikában letelepedett Békésy György (1899-1972) „a fül csigájában létrejövő ingerületek fizikai mechanizmusának felfedezéséért” 1961-ben kapott orvosi Nobel-díjat.
