Проф. Дейвид Джулиъс и проф. Ардем Патапутян са носителите на Нобелова награда за медицина за 2021 г.

Носителите на Нобелова награда за медицина и физиология за 2021 г. са Дейвид Джулиъс и Ардем Патапутян за откритията им, свързани с рецепторите за температура и допир, обяви Нобеловияj комитет.

Откритията

Двамата учени правят революционни открития, свързани с разбирането как нервната система усеща студа, топлината и механичните стимули. Те идентифицират критичните липсващи звена за сложното взаимодействие между сетивата на човека и околната среда.

Проф. Дейвид Джулиъс използва капсаицин, съставка в лютите чушки, която предизвиква усещането за парене, за да открие сензор в нервните окончания на кожата, който реагира на топлината.

Проф. Ардем Патапутян използва чувствителните на натиск клетки, за да открие нов клас сензори, които реагират при механични стимули върху кожата и вътрешните органи.

Както подчертава екипът на Нобеловия комитет преди откритията на двамата учени има нерешен фундаментален въпрос и той е как температурата и механичните стимули се превръщат в електрически импулси в нервната система?

Проф. Дейвид Джулиъс от Калифорнийския университет в Сан Франциско, САЩ, започва изследванията през втората половина на 90-те години на ХХ век като анализира как химическото съединение търси капсаицин причинява усещането за парене, когато влезем в контакт с люта чушка. До този момент е ясно, че капсаицинът активира нервните клетки като причинява болка, но няма яснота как точно предизвиква това.

Проф. Джулиъс и колегите му събират милиони ДНК фрагменти, съответстващи на гени, експресирани в сензорни неврони, които огат да реагират на болка, топлина, допир. Експресират отделни гени от тази огромна олекция в култивирани клетки, които обикновено не реагират на капсаицина. След период а усилено търсене е идентифициран ген, които прави клетките чувствителни към апсаицина.

Следващите експериментите показват, че идентифицираният ген кодира нов ротеин на йонния канал. Този новооткрит рецептор на капсаицина е наречен TRPV1.

В процеса на изследване проф. Дейвид Джулиъс осъзнава, че е открил рецептор за усещане на оплина, който се активина при температури, които се възприемат като болезнени.

Откриването на TRPV1 е големият пробив, който води до разкриването на допълнителни рецептори, чувствителни към температура. Чрез него става ясно как температурните разлики предизвикват електрически сигнали в нервната система.

Проф. Ардем Патапутян от своя страна идентифицира неуловимите рецептори, които се активират от механични стимули. Той и сътрудниците му установяват първо клетъчна линия, която излъчва измерим електрически сигнал, когато отделни клетки са прободени с микропипета. Идентифицират 72 кандидат – гени, кодиращи възможни рецептори. Активират ги един по един, за да открият гена, отговорен за механичната чувствителност в изследваните клетки. В крайна сметка усилената работа води до откриването на един ген, чието заглушаване прави клетките нечувствителни към убождането. Така е открит нов и напълно непознат механично чувствителен йонен канал, наречен Piezo1. По-късно е открит и втори ген - Piezo2.

Пробивът на проф. Патапутян показва ясно, че йонният канал Piezo2 е от съществено значение за чувството за допир. Той играе и ключова роля в критично важното участие за позиция и движение на тялото. Изследванията доказват още, че каналите Piezo1 и Piezo2 регулират допълнителни важни физиологични процеси, включително кръвното налягане, дишането и контрола на пикочния мехур.

От Нобеловия комитет поясняват, че двама учени независимо един от друг използват химическото вещество ментол, за да изследват ролята на тези канали в термичното усещане като използват генетично манипулирани мишки, на които новооткритите гени липсват.

Решението на Нобеловия комитет

Основните аргументи на членовете на Нобеловия комитет наградата за медицина за 2021 г. да бъде присъдена на проф. Дейвид Джулиъс и проф. Ардем Патапутян, са представени по следния начин: „Способността ни да усещаме топлина, студ и допир е от съществено значение за оцеляването и е в основата на взаимодействието ни със света около нас. В ежедневието ние приемаме тези усещания за даденост. Въпросът е какво провокира нервните импулси да възприемат температура и налягане. Именно на този въпрос отговарят тазгодишните лауреати на Нобел за медицина“.

Откритията на каналите TRPV1, TRPM8 и Piezo от Дейвид Джулиъс и Ардем Патапутян, тазгодишните носители на Нобеловата награда за медицина и физиология, ни позволиха за разберем как топлината, студът и механичната сила могат да предизвикат нервните импулси, които ни позволяват както да възприемаме, така и да се адаптираме към света около нас, казват членовете на Нобеловия комитет.

Изследванията, които и в момента продължават и които произтичат от откритията на Нобеловите лауреати за 2021 г. , са насочени към изясняването на функциите на тези канали в различните физиологични процеси. Знанията затова се използват за нови лечения за много широк кръг от болести.

Носители на Нобел за медицина и физиология за 2021 г.

Проф. Дейвид Джулиъс

Проф. Дейвид Джулиъс е роден през 1955 г. в Ню Йорк, САЩ. Родителите му емигрират от Русия. От 1989 г. работи в Калифорнийския университет в Сан Франциско. Проф. Джулиъс е носител на множество награди, сред които наградата Perl-UNC в областта на неврологията и на „Frederick W.L.” за фундаментални научни изследвания. Член е на Националната академия на науките и на Американската академия на изкуствата и науките.

Проф. Ардем Патапутян

Проф. Ардем Патапутян е роден през 1967 г. в Бейрут, Ливан. В САЩ емигрира през 1986 г. Има докторски степени по биология от Калифорнийския технологичен институт и по молекулярна, клетъчна и биология на развитието от Калифорнийския университет в Лос Анджелис. Професор по молекулярна и клетъчна невронаука. Понастоящем работи в Медицинския институт Хауърд Хюз, Ла Джола, Калифорния.