Molekuláris biológiáért ketten kapják az orvosi Nobel-díjat

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 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.