Доктор Гюнтер Блобель - Нобелівський лауреат 1999 року в галузі фізіології та медицини - Історія
Відповіді на ці питання знайшли своє відображення у роботі Нобелівського лауреата 1999 року в галузі фізіології та медицини, доктора Гюнтера Блобеля, спеціаліста з клітинної та молекулярної біології з Рокфеллерівського Університету в Нью-Йорку.
Принципи, виявлені та описані Гюнтером Блобелем, як виявилося, були універсальними. Аналогічним чином відбувається транспортування новоутворених білків і в дріжджових, і в рослинних, і тваринних клітинах. Безліч людських спадкових хвороб викликано порушеннями у цих кодах та у транспортних механізмах. Дослідження Г. Блобеля також зробило внесок у розвиток більш ефективного використання клітин як "фабрики білка" для виробництва необхідних ліків.
Кілька важливих функцій
Доросла людина складається приблизно зі 100,000 мільярдів клітин. Клітина містить багато різних відділів, органел, кожен з яких оточений мембраною. Органели відрізняються за своїми функціями, щоб виконувати різні завдання. Ядро клітини, наприклад, містить генетичний матеріал (ДНК) і таким чином керує всіма функціями клітини. Мітохондрії - "електростанції", що виробляють енергію, необхідну клітині, а ендоплазматичний ретикулум, разом із рибосомами, відповідають за синтез білків. Кожна клітина містить приблизно мільярд молекул білка. Різні білки виконують велику кількість важливих функцій. Деякі є будівельним матеріалом для клітин, інші функціонують як ферменти, каталізатори тисяч спрямованих хімічних реакцій. Білки в межах клітин постійно деградують і повторно синтезуються. Число амінокислот - "цеглинок", з яких будуються всі білки - може в межах одногобілка складатиме від 50 до кількох тисяч, формуючись у довгі спіралі.
Як білки перетинають бар'єри?
Протягом тривалого часу було загадкою, як "великий" білок може проникати через міцно "запечатану", що містить ліпід, мембрану, що оточує органеллу. Декілька десятиліть тому, було також незрозуміло, як "свіжосинтезований" білок знаходить правильну дорогу до свого місця в клітці.
Ґюнтер Блобель взявся за вирішення обох цих загадок.
Наприкінці 60-х років він приєднався до колег із відомої лабораторії біології клітини Джорджа Палада в Інституті Рокфеллера в Нью-Йорку. Тут, протягом двох десятиліть, вчені вивчали структуру клітини та принципи транспортування новостворених синтезованих білків із клітини. Ця робота принесла Джорджу Паладу Нобелівську премію з фізіології та медицини у 1974 (яку він розділив з бельгійськими вченими Альбертом Клодом та Християном Дуве).
Дослідження Гюнтера Блобела було збудовано у традиціях лабораторії Джорджа Палада. Зокрема, Блобел вивчав, як новосинтезований білок, призначений для транспортування з клітини, прямує до спеціалізованої міжклітинної мембранної системи, ендоплазматичного ретикулуму. У 1971 році він сформулював першу версію "сигнальної теорії". Він стверджував, що білки, що виводяться з клітини, містять вбудований код, який направляє їх до. і через мембрани.
Ґрунтуючись на витончених біохімічних експериментах, Г. Блобел в 1975 описав різні стадії цих процесів. Код складається з пептиду, тобто послідовності амінокислот у специфічному порядку, які є невід'ємною частиною білка. Білок перетинає мембрану ендоплазматичного ретикулуму через канал.
Білки, які мають експортуватися з клітки,
УПротягом наступних двадцяти років, Блобель та його колеги крок за кроком уточнювали молекулярні деталі цих процесів. Зрештою було доведено, що "гіпотеза коду була, і правильна, і універсальна, тому що процеси, що відбуваються при транспортуванні новостворених білків однакові і в дріжджових, і в рослинних, і в тваринних клітинах.
У співпраці з іншими групами дослідників Гюнтер Блобел показав, що подібні вбудовані коди націлюють транспортування білків також до інших внутрішньоклітинних органелів. Ці результати дозволили Гюнтеру Блобелу сформулювати у 1980 р. основні принципи індентефікації та націлювання білків на специфічні відділи клітини. Кожен білок несе у своїй структурі інформацію, необхідну, щоб визначити його розташування у структурі клітини. Унікальні амінокислотні послідовності (топогенні коди) визначають, чи білок пройде через мембрану до специфічної органели, чи буде вбудований в мембрану, чи буде експортований з клітини.
Приклади спрямованого транспортування,
Значення відкриття Блобеля
Дослідження Блобеля допомогли пояснити молекулярні механізми, що лежать в основі деяких генетичних хвороб: Якщо код сортування в білку змінено, то білок може бути неправильно розміщений у клітині. Як приклад можна взяти первинну гіпероксалурію, що передається у спадок (незвичайно велика кількість солей щавлевої кислоти в сечі), яка викликає появу ниркових каменів у ранньому віці. При деяких формах сімейної хвороби відзначається високий рівень холестерину в крові, обумовлений порушенням транспортних кодів. Інші спадкові хвороби, наприклад, кістозний фіброз, викликані тим, що білки не досягають вказаного ним положення в клітині.
В найближчому майбутньомуповний людський геном буде описано. Зокрема, вже можна визначити структуру та топогенні коди білків. Це знання підвищить розуміння процесів, що призводять до хвороб і можуть використовуватися для розробки нових методик лікування. Вже сьогодні виробляються ліки у вигляді білків: інсулін,
На прес-конференції в Нью-Йорку доктор Блобель заявив, що він дуже схвильований подією і взагалі спочатку прийняв за жарт послання зі Стокгольма, яке повідомляє йому про нагороду. Що стосується грошової премії, то Г. Блобель заявив що, як засновник Фонду Друзів Дрездена, що збирає кошти для допомоги у відновленні цього міста, він вживе свою премію в розмірі $ 960,000 для відновлення знаменитого собору в Дрездені, який був зруйнований під час американських бомбардувань Друга Світова війна, і частково - для відновлення Дрезденської синагоги.
Гюнтер Блобель народився в 1936 році в Сілезії в місті Вальтерсдорф (нині Польща). Після Другої Світової війни переїхала 80 Фрейбург, до Саксонії, яка тоді перебувала у Східній Німеччині. Оскільки його сім'я не виявляла необхідної лояльності комуністичній владі НДР, у Гюнтера Блобеля виникли великі труднощі з здобуттям освіти у колишній Східній Німеччині. Він поїхав до Західної Німеччини, незабаром сім'я пішла за ним.
Після здобуття ним звання доктора за спеціальністю гінекологія, він переїхав до Сполучених Штатів, де зайнявся вивченням хімії.
За матеріалами Університету Каролінська, Швеція, та повідомленням інф. агентств АВС, CNN