Nauka

Nobel z medycyny 2021 za odkrycie receptorów temperatury i dotyku

Medal noblowski dla laureatów z medycyny lub fizjologii Medal noblowski dla laureatów z medycyny lub fizjologii mat.pr. / Wikipedia
Nagroda Nobla w dziedzinie medycyny lub fizjologii tym razem wędruje do Davida Juliusa i Ardema Patapoutiana za odkrycie receptorów temperatury i dotyku.
Laureaci Nagrody Nobla w dziedzinie medycyny: David Julius i Ardem Patapoutianmat. pr. Laureaci Nagrody Nobla w dziedzinie medycyny: David Julius i Ardem Patapoutian

Jak co roku noblowski tydzień ogłaszania laureatów najbardziej prestiżowych nagród naukowych zaczyna się od medycyny i fizjologii. To w pewnym sensie tradycja, ale pandemia koronawirusa jeszcze silniej uwydatniła znaczenie obu dziedzin i zwróciła uwagę na rolę, jaką odgrywają w życiu każdego z nas. Zwłaszcza kiedy bombardowani codziennymi statystykami na temat zachorowalności i śmiertelności z powodu covidu, uświadamiamy sobie, że zdrowie jest wartością nadrzędną.

Na medialnej giełdzie nazwisk uczonych, którzy mieli szansę dowiedzieć się dziś o przyznaniu im tego wyróżnienia, wymieniani byli zarówno twórcy szczepionek mRNA, które w pewnym sensie świętują swój triumf w ograniczaniu rozmiarów pandemii, jak i nawet Anthony Fauci, dyrektor amerykańskiego Narodowego Instytutu Alergii i Chorób Zakaźnych. Byłby to zaiste dość niestandardowy zwycięzca – jego zasługi w promowaniu szczepień i właściwych zasad walki z SARS-CoV-2 są wszak ograniczone tylko do Stanów Zjednoczonych – ale czyż dr Fauci (naukowiec i lekarz) nie jest dla całego świata najodpowiedniejszym wzorem lidera, którego ludzkość powinna w obecnych trudnych czasach słuchać?

Ostateczny werdykt Komitetu Noblowskiego jest jednak zupełnie inny, ale w ostatnich latach stało się również tradycją, że grono to popisuje się nieprzewidywalnością.

Tajemnica bodźców rozwiązana

Tegoroczni zwycięzcy to pracujący w Kalifornii nad receptorami dotyku i temperatury David Julius i Ardem Patapoutian. „Są zszokowani tym wyróżnieniem” – stwierdził sekretarz Komitetu Noblowskiego w trakcie konferencji prasowej w Sztokholmie, co chyba mało kogo dziwi. Bo skąd ten wybór? Podczas ogłoszenia werdyktu zakomunikowano, że amerykańska para uczonych „wydała się najbardziej godna, a powód naukowy to otwarcie jednej z tajemnic natury naszych zmysłów na poziomie molekularnym i ma ona zasadniczą wartość dla naszego przetrwania”.

Rzeczywiście, dzięki receptorom – czyli kanałom jonowym, które zamykają się i otwierają, regulując przepływ jonów do komórek – wyczuwamy środowisko, w którym żyjemy. Istotą ich odkryć było to, że zidentyfikowali te receptory. Już w XVII w. filozof René Descartes opublikował pracę, w której znalazł powiązania między skórą a mózgiem.

Czytaj także: Po co człowiekowi dotyk?

Ale 300 lat później, bo w 1944 r., Joseph Erlanger i Herbert Gasser otrzymali Nagrodę Nobla za odkrycie różnych typów włókien nerwów czuciowych, które reagują na różne bodźce, np. w odpowiedzi na bolesny i niebolesny dotyk. A dziś laureatami tej samej nagrody zostają odkrywcy, którzy zidentyfikowali receptory odbierające owe bodźce z otoczenia. Przed odkryciami Davida Juliusa i Ardema Patapoutiana nasze zrozumienie tego, jak system nerwowy wyczuwa i interpretuje środowisko, wciąż zawierało pytanie: w jaki sposób temperatura i bodźce mechaniczne są przekształcane w impulsy elektryczne w układzie nerwowym? Można powiedzieć, że znaleźli ostatnie puzzle, wstawiając je do układanki, nad którą ludzkość biedziła się od wielu stuleci.

Julius i Patapoutian – odkrywcy receptorów

W drugiej połowie lat 90. XX w. David Julius z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Francisco analizował, w jaki sposób związek chemiczny znajdujący się w ostrej papryce chili, zwany kapsaicyną, wywołuje uczucie pieczenia, które odczuwamy na języku. Warto zauważyć, że w języku angielskim taki ostry składnik nazywany jest „hot” (gorący), co ma pośrednie sensoryczne znaczenie w odczuwaniu ostrości i ciepła.

Prof. Julius z zespołem stworzył bibliotekę milionów fragmentów DNA odpowiadających genom, które ulegają ekspresji w neuronach czuciowych, mogących reagować na ból, ciepło oraz dotyk. Postawił hipotezę, że biblioteka ta będzie zawierać fragment DNA, który koduje białko zdolne do reagowania na kapsaicynę, a po żmudnych poszukiwaniach zidentyfikował pojedynczy gen, który był w stanie uwrażliwić na nią komórki.

Innymi słowy, znaleziono gen odpowiedzialny za wykrywanie kapsaicyny. Kodował on nowe białko kanału jonowego, a ten nowo odkryty receptor kapsaicyny został nazwany TRPV1. Kiedy Julius badał zdolność białka do reagowania na ciepło, zdał sobie sprawę, że odkrył receptor wyczuwania ciepła, który jest aktywowany w temperaturach postrzeganych jako bolesne.

Ardem Patapoutian, pracujący w Scripps Research w La Jolla w Kalifornii, badał z kolei receptory dotyku, aktywowane przez bodźce mechaniczne. Po raz pierwszy zidentyfikował linię komórkową, która emitowała mierzalny sygnał elektryczny, kiedy pojedyncze komórki nakłuwał mikropipetą. Receptor aktywowany siłą mechaniczną okazał się kanałem jonowym i podobnie jak w przypadku wspomnianych receptorów temperatury postanowiono wyłowić z DNA geny kodujące (aby móc wskazać na jeden, odpowiedzialny za odbieranie dotyku w badanych komórkach). Po żmudnych poszukiwaniach Patapoutian i jego zespół ustalili pojedynczy gen, którego wyciszenie uczyniło komórki niewrażliwymi na nakłuwanie mikropipetą. A następnie dwa kanały jonowe (receptory), które są bezpośrednio aktywowane przez wywieranie nacisku na błony komórkowe.

Czytaj także: Zbawienny wpływ dotyku

Nowe nadzieje na leczenie bólu

Przełomowe odkrycia tegorocznych laureatów Nagrody Nobla w dziedzinie medycyny i fizjologii pozwoliły zrozumieć, w jaki sposób ciepło, zimno i siła mechaniczna mogą inicjować impulsy nerwowe, które pozwalają nam dostosowywać się do otoczenia. Wiemy, jak reagować na zmiany temperatury i odczuwamy ból, kiedy bodziec dotyku jest zbyt silny. Przed tymi badaniami oczywiście człowiek wiedział, jak reagować na zimno, i uciekał z ręką spod wrzątku, ale istotą nauki jest znalezienie odpowiedzi, dlaczego i skąd nasze intuicyjne zachowania wynikają, jakie jest ich podłoże biologiczne. To właśnie udało się Davidowi Juliusowi i Ardemowi Patapoutianowi ustalić.

Czytaj także: Czy da się skutecznie wyleczyć ból?

Zdaniem Komitetu Noblowskiego powyższe badania mają swoją bardzo przydatną kontynuację już w sensie praktycznym. Skupiają się one bowiem na wyjaśnieniu różnych procesów fizjologicznych i patologicznych, na przykład w neuropatiach, czyli przewlekłych zaburzeniach odczuwania bólu. Ta wiedza będzie więc wykorzystywana do opracowywania metod leczenia przewlekłego bólu. Ale to już zadanie dla zupełnie innych grup badawczych, których w przyszłych latach może też zaskoczy uhonorowanie Nagrodą Nobla.

Więcej na ten temat
Reklama

Codzienny newsletter „Polityki”. Tylko ważne tematy

Na podany adres wysłaliśmy wiadomość potwierdzającą.
By dokończyć proces sprawdź swoją skrzynkę pocztową i kliknij zawarty w niej link.

Informacja o RODO

Polityka RODO

  • Informujemy, że administratorem danych osobowych jest Polityka Sp. z o.o. SKA z siedzibą w Warszawie 02-309, przy ul. Słupeckiej 6. Przetwarzamy Twoje dane w celu wysyłki newslettera (podstawa przetwarzania danych to konieczność przetwarzania danych w celu realizacji umowy).
  • Twoje dane będą przetwarzane do chwili ew. rezygnacji z otrzymywania newslettera, a po tym czasie mogą być przetwarzane przez okres przedawnienia ewentualnych roszczeń.
  • Podanie przez Ciebie danych jest dobrowolne, ale konieczne do tego, żeby zamówić nasz newsletter.
  • Masz prawo do żądania dostępu do swoich danych osobowych, ich sprostowania, usunięcia lub ograniczenia przetwarzania, a także prawo wniesienia sprzeciwu wobec przetwarzania, a także prawo do przenoszenia swoich danych oraz wniesienia skargi do organu nadzorczego.

Czytaj także

Kraj

Tata Maty

W przewrotnym sensie jest beneficjentem rządów PiS, gdyż będąc ich konsekwentnym krytykiem, stał się znaczącą osobistością życia publicznego. Niektórzy określają go mianem „opozycyjnego celebryty”, na co Marcin Matczak nieco się zżyma. Ale w sumie nieźle oddaje ono jego status.

Rafał Kalukin
18.10.2021
Reklama

Ta strona do poprawnego działania wymaga włączenia mechanizmu "ciasteczek" w przeglądarce.

Powrót na stronę główną