nyheder

Nobelpriser for pluripotens og transmembrane receptorer

Dette Ă„rs Nobelpriser bliver uddelt i disse dage, og jeg ville da lige omtale dem, som jeg synes er mest interessante 🙂 Fysiologi eller medicin – John B. Gurdon og Shinya Yamanaka Prisen i fysiologi eller medicin blev i mandags givet til John B. Gurdon og Shinya Yamanaka for opdagelsen af, at modne celler kan omprogrammeres […]

Dette Ă„rs Nobelpriser bliver uddelt i disse dage, og jeg ville da lige omtale dem, som jeg synes er mest interessante 🙂

Fysiologi eller medicin – John B. Gurdon og Shinya Yamanaka

Prisen i fysiologi eller medicin blev i mandags givet til John B. Gurdon og Shinya Yamanaka for opdagelsen af, at modne celler kan omprogrammeres til at blive pluripotente:

The Nobel Prize recognizes two scientists who discovered that mature, specialised cells can be reprogrammed to become immature cells capable of developing into all tissues of the body. Their findings have revolutionised our understanding of how cells and organisms develop.

I den fÞrste halvdel af det 20. Ärhundrede havde man opfattelsen af, at den sÄkaldte differentiering af celler, dvs. processen hvorved celler gÄr fra at vÊre umodne, pluripotente (lÞst oversat fra latin: at kunne mange ting) stamceller til at vÊre modne, hÞjt specialiserede celler med en specifik funktion (f.eks. nerveceller eller muskelceller), kun gik i én retning. NÄr fÞrst en celle havde fÊrdiggjort sin modningsprocess, ville den blive fastlÄst i denne tilstand indtil den dÞde.
I 1962 lavede Gurdon et forsÞg, hvor han fjernede cellekernen fra en fuldt udviklet tarmcelle fra en frÞ. Denne kerne blev overfÞrt til en Êgcelle, hvis egen kerne i forvejen var blevet fjernet. Resultatet var en fuld funktionel haletudse! AltsÄ kunne kernen fra en fuldt differentieret tarmcelle give ophav til en hel organisme med alle de celler, det medfÞrer. Dette arbejde banede vejen for en helt ny teknik (somatic cell nuclear transfer, SCNT), og forsÞg af denne type er senere blev gentaget i andre organismer, herunder det berÞmte fÄr Dolly, som var det fÞrste klonede pattedyr fra et voksent individ.
Men hvad med en hel, intakt celle? Gurdons arbejde blev senere opfulgt af Shinya Yamaka. Yamaka arbejdede med embryonale stamceller og identificerede en rÊkke faktorer i disse, som spillede en rolle i vedligeholdelsen af den pluripotente tilstand. I et dristigt forsÞg i 2006 introducerede man 24 af disse faktorer i fuldt udviklede hudceller og konstaterede, at nogle af cellerne begyndte at opfÞre sig som stamceller. Derefter gentog man forsÞgene og reducerede antallet af faktorer, indtil man havde identificeret fire faktorer, som var nÞdvendige for at omprogrammere cellerne.
Yamaka kaldte disse omprogrammerede celler for inducerede pluripotente stamceller (iPS celler). Denne teknologi anvendes den dag i dag i laboratorier over hele verden. Eksempelvis kan iPS celler bruges til at generere erstatninger for syge celler. Disse celler stammer fra patienten selv og er dermed mindre udsat for afstÞdelse af immunsystemet. Man kan ogsÄ lave iPS celler fra folk med sjÊldne genetiske sygdomme for kunne studere sygdomsudviklingen nÊrmere pÄ et cellulÊrt plan og teste virkningen af nyudviklet medicin.

Kemi – Robert J. Lefkowitz og Brian K. Kobilka

I onsdags gik prisen i kemi sÄ til Robert J. Lefkowitz og Brian K. Kobilka for deres studier af G-protein-koblede receptorer:

G-protein–coupled receptors (GPCRs) form a remarkable modular system that allows transmission of a wide variety of signals over the cell membrane, between cells and over long distances in the body. Today, we understand the molecular mechanism of how these receptors work in intricate detail, in large part because of the studies by Kobilka and Lefkowitz.

At kunne holde indre og ydre adskilt er vigtigt for alle celler i kroppen. De er derfor omgivet af en membran, som forhindre ting i at slippe ind og ud. Men celler skal ogsÄ vÊre i stand til modtage instruktioner udefra. F.eks. er hormoner vigtige signalstoffer, som fungerer som beskeder til celler om at reagere pÄ en bestemt mÄde. Men cellemembranen forhindre disse i at trÊnge ind i cellen. SÄ hvordan transmitteres et signal pÄ tvÊrs af membranen?
G-protein-koblede receptorer, siger du? Lad os lige dele den op. FÞrst og fremmest en receptor. Den kan modtage et signal, og sidder pÄ i membranen og har kontakt til bÄde ydersiden og indersiden af cellen. Faktisk bestÄr den af en kÊde af syv spiraler, som strÊkker sig fra og tilbage tvÊrs over membranen (hvorfor de ogsÄ sommetider omtales som 7TM-receptorer). De danner tilsammen nÊrmest en fjeder, som aktiveres, nÄr et signalstof modtages pÄ ydersiden. PÄ indersiden resulterer dette i, at receptoren fanger det sÄkaldte G-protein , som stÄr for at viderebringe signalet inde i cellen.
Der findes utallige eksempler pĂ„ denne type receptor. NĂ„r cellerne i nethinden opfanger lys som oversĂŠttes til et billede i hjernen, starter denne signalering ved at en photon (et “lysmolekyle”) rammer en receptor. Ligeledes gĂŠlder det for andre af vores sanser. Duftmolekyler binder bl.a. til G-protein-koblede receptorer pĂ„ celler i nĂŠsen og resulterer i, at cellen afgiver et elektrisk signal videre til hjernen.
Meget medicin fungerer ved at interagere sÄdanne receptorer. Det gÊlder f.eks. beta-blokkere og anti-histaminer. Takket vÊre Kobilka og Lefkowitz, som bl. a. fandt  genet som koder for receptoren, forstÄr vi i dag den molekylÊre mekanisme bag receptoren (og endda ogsÄ den tredimensionelle struktur). Disse er uundvÊrlige for den helt grundlÊggende forstÄelse af, hvordan celler kan opfange signaler udfra og oversÊtte dem til handling indeni; og gÞr os i stand til bedre at kunne udvikle ny medicin.
Kilder: