Årets Nobelpris

Årets nobelpris i Fysiologi eller Medicin belönar viktiga upptäckter hur cellens transportsystem är organiserat. Varje cell är en fabrik som producerar molekyler som skall användas inne i cellen, för signalering mellan celler eller på olika platser i kroppen som insulin i blodet. Den intracellulära transporten av molekyler sker med hjälp av små sfäriska membranstrukturer som kallas vesiklar.

Årets Nobelpris har tilldelats James Rothman, Randy Schekman och Thomas Südhof för deras banbrytande upptäckter när det gäller cellernas transportsystem. Transportsystemen består av små membranstrukturer (vesiklar) och ett antal proteinkomplex som reglerar vesikeltrafiken mellan intracellulära membran (organeller). Transportsystemens roll är att säkerhetsställa att de proteiner som produceras inne i cellen transporteras till de intracellulära membran som t. ex Golgi-apparaten, och plasmamembranet där proteinerna är funktionellt aktiva. Glukos- och aminosyratransportörer (permeaser) exempelvis transporteras till cellens yta (plasma membranet) där de fungerar som kanaler och tillgodoser cellen med viktiga byggstenar från den extracellulära miljön vilka sedan ingår på olika sätt i cellens metabolism. I vissa fall utsöndras (sekreteras) proteinerna eller peptiderna ut från cellerna och fullgör sin roll på något annat sätt i kroppen. Olika typer av signalsubstanser som levereras från en nervcell till en annan och insulin som utsöndras till blodet är ett par exempel.

De tre nobelpristagarna har samtliga bidragit inom detta område men de har haft lite olika fokusområden:

James Rothman har kartlagt och på ett detaljerat sätt lyckats visa vad som händer och vilka mekanismer som ligger bakom när vesiklarna fusioneras med ett mottagarmembran. Rothmans forskargrupp har visat att fusionen sker i en blixtlåsliknande process och att vesiklarna och mottagarmembranet innehåller proteiner som specifikt binder till varandra och säkerhetsställer att vesiklarna levererar sin last på rätt ställe.

Randy Schekman har framförallt använt sig av jäststammen Saccharomyces Cerevisiae, bakjäst, som modellsystem för att identifiera de proteinkomplex som ingår i det sofistikerade maskineri som utgör cellernas transportsystem. Jäst lämpar sig väl som modellsystem i detta sammanhang då det är lätt att mutera enskilda gener och på så sätt studera de proteiner som generna i fråga kodar för. Dessutom påminner transportsystemen i jäst om de som finns i mer komplexa organismer som däggdjursceller vilket för övrigt tyder på att transportsystemen utvecklades tidigt i evolutionen.

Thomas Südhof har kartlagt vilka signaler som styr frisättningen av substanser från vesiklarna vid rätt tidpunkt. Südhof studerade framförallt nervceller i hjärnan. Kommunikation mellan nervceller sker bland annat genom att kalciumjoner transporteras in i nervcellerna. Südhof lyckades identifiera ett antal kalciumkänsliga proteiner som vid aktivering dirigerar om vesiklarna i cellerna till att binda till cellernas plasmamembran och frisätta signalsubstanser.

Sammanfattningsvis har vesikeltrafik en helt nödvändig betydelse för cellernas funktion. Signalering mellan nervceller i hjärnan och även frisättning av hormoner och cytokiner är beroende av att denna transport sker på ett normalt sätt. Störningar i denna process kan leda till en rad sjukdomar exempelvis vissa neurotiska och immunologiska sjukdomar samt diabetes.

 

Med. dr. Fredrik Gilstring är förvaltare för Gustavia Ny Teknik och har själv forskat inom det aktuella området.

 

Tillbaka