كشف ثلاثة باحثين أمريكيين: جيمس روثمان وراندي شاكمان وتوماس سودهوف في الخميرة وخلايا الثدييات والخلايا العصبية البشرية أن هناك الكثير من القواسم المشتركة في نقل الرسائل عبر الناقلات العصبية في الدماغ ونقل الأنسولين والمزيد.
تحديثات أسبوع نوبل: الثلاثاء - إعلان الفائزين بجائزة نوبل في الفيزياء. الأربعاء - إعلان الفائزين في الكيمياء، الخميس (على الأرجح) الأدب، الجمعة - إعلان الفائزين بجائزة نوبل للسلام، والاثنين التالي - الاقتصاد. وسنقوم أيضًا بنشر الإعلانات في الفيزياء والكيمياء مباشرة على موقع العلوم.
قررت لجنة جائزة نوبل للطب وعلم وظائف الأعضاء، العاملة من معهد كارولينسكا، منح جائزة نوبل في الطب لعام 2013 بشكل مشترك لثلاثة باحثين أمريكيين: جيمس روثمان (روثمان) من جامعة ييل، وراندي شيكمان (شيكمان) من جامعة بيركلي، وتوماس سودهوف. (سودهوف) من جامعة ستانفورد لاكتشافهم آلية تنظيم حركة الحويصلة - نظام النقل الرئيسي لخلايانا.
تُكرّم جائزة نوبل لعام 2013 ثلاثة علماء تمكنوا من حل لغز كيفية تنظيم الخلية لنظام النقل الخاص بها. وكل خلية عبارة عن مصنع يستخرج الجزيئات ويستوردها. على سبيل المثال، يتم إنتاج الأنسولين وإطلاقه في مجرى الدم ويتم إرسال إشارات كيميائية تسمى الناقلات العصبية من خلية عصبية إلى أخرى. يتم نقل هذه الجزيئات داخل الخلية في عبوات صغيرة تسمى الحويصلات. واكتشف الحائزون على جائزة نوبل الثلاثة المبادئ الجزيئية التي تتحكم في طريقة نقل هذه الشحنة إلى المكان الصحيح في الوقت المناسب داخل الخلية.
اكتشف راندي شاكمان سلسلة من الجينات اللازمة لنقل الحويصلات. كشف جيمس روثمان عن آلية البروتين التي سمحت لهذه الحويصلات بالاندماج مع أهدافها للسماح بنقل البضائع. كشف توماس سودولف كيف تخبر الإشارات الحويصلات بإطلاق حمولتها بدقة كبيرة.
بفضل اكتشافاتهم، كشف روثمان وشكمان وسودهوف عن نظام التحكم الدقيق في نقل وتسليم البضائع الخلوية. تسبب الاضطرابات في هذا النظام حالات مثل الأمراض العصبية والسكري واضطرابات الجهاز المناعي.
كيف يتم نقل الشحنة داخل الخلية
في الموانئ الكبيرة والمزدحمة، هناك حاجة إلى أنظمة لضمان تسليم البضائع المناسبة إلى الوجهة الصحيحة في الوقت المناسب. وتواجه الخلية بكل مكوناتها المختلفة التي تسمى العضيات، مشكلة مماثلة: حيث تنتج الخلايا جزيئات مثل الهرمونات والناقلات العصبية والسيتوكينات والإنزيمات التي تحتاج إلى الانتقال إلى أماكن أخرى داخل الخلية أو الخروج إلى أجهزة أخرى في الجسم في الوقت المحدد تمامًا. اللحظة المناسبة.
التوقيت والتنسيب هما الجوهر. تقوم حويصلات صغيرة تشبه الفقاعة محاطة بأغشية بنقل الشحنات بين العضيات أو تندمج مع غشاء الخلية وتحرر حمولتها إلى الخارج. وهذه عملية بالغة الأهمية، لأنها تحرك نشاط الأعصاب في حالة المكونات الناقلة أو تتحكم في عملية التمثيل الغذائي في حالة الهرمونات. كيف تعرف هذه الحويصلات متى وأين تنقل التنشيط؟
الاختناقات المرورية تكشف آلية التحكم الجيني
كان راندي شاكمان منبهرًا بالطريقة التي تنظم بها الخلايا نظام النقل، وفي السبعينيات قرر دراسة الأساس الجيني باستخدام الخميرة كنظام نموذجي. وفي الفحص الجيني، حدد خلايا الخميرة التي تعاني من عيوب في نظام النقل. تراكمت الحويصلات في مناطق معينة من الخلية. ووجد أن سبب الازدحام المروري كان وراثيًا وشرع في تحديد الجينات المتحورة. حدد شكمان ثلاثة أنواع من الجينات التي تتحكم في جوانب مختلفة من نظام النقل الخلوي، وبالتالي قدم رؤية جديدة للآلية التنظيمية المحكمة التي تتوسط نقل الحويصلات إلى الخلية.
إرساء دقيق
كان جيمس روثمان مفتونًا أيضًا بطبيعة نظام النقل الخلوي. عندما درس روثمان نقل الحويصلات في خلايا الثدييات في الثمانينيات والثمانينيات، اكتشف أن مجموعة من البروتينات تسمح للحويصلات بالتثبيت والاندماج في الغشاء المستهدف. في عملية الاندماج، ترتبط البروتينات الموجودة في الزوائد وتلك الموجودة في الغشاء المستهدف معًا مثل جانبي السحاب. إن حقيقة وجود العديد من البروتينات من هذا النوع وأنها ترتبط فقط في مجموعات محددة تضمن نقل الشحنة إلى الموقع الدقيق. يعمل نفس المبدأ داخل الخلية وأيضًا عندما ترتبط الحويصلات بغشاء الخلية لتحرير الحمولة إلى الخارج.
وتبين أن بعض الجينات التي اكتشفها شكمان في الخميرة تشفر البروتينات التي حددها روثمان في الثدييات، مما يشير إلى الأصل التطوري لنظام النقل. لقد قاموا بشكل جماعي برسم خريطة للمكونات المهمة لآلية النقل داخل الخلايا.
التوقيت هو كل شيء
كان توماس سودهوف مهتمًا بمسألة كيفية تواصل الخلايا العصبية مع بعضها البعض داخل الدماغ. يتم إطلاق جزيئات الإشارة، الناقلات العصبية، من الحويصلات التي تندمج مع الغشاء الخارجي للخلية العصبية باستخدام آلية اكتشفها روثمان وشيكمان. ومع ذلك، فإن هذه الحويصلات تسمح فقط بإطلاق محتوياتها عندما ترسل الخلية العصبية إشارات إلى جيرانها.
كيف يتم التحكم في الإصدار بهذه الدقة؟ ومن المعروف أن أيونات الكالسيوم تشارك في هذه العملية، وفي التسعينات بحث سودهوف عن البروتينات الحساسة للكالسيوم في الخلايا العصبية. وحدد آلية جزيئية تستجيب لتدفق أيونات الكالسيوم وتوجه البروتينات المجاورة لربط الحويصلات بالغشاء الخارجي للخلية العصبية. يُفتح السحاب ويتم تحرير مواد الإشارة. يشرح اكتشاف سودهوف كيفية تحقيق التوقيت الدقيق وكيف يمكن إطلاق محتويات الحويصلات عند الطلب.
تمنحنا حركة الحويصلات نظرة ثاقبة لعمليات المرض
اكتشف الحائزون على جائزة نوبل الثلاثة العمليات الأساسية في فسيولوجيا الخلية. هذه الاكتشافات لها آثار مهمة على فهمنا لكيفية نقل البضائع بالتوقيت والدقة داخل وخارج الخلية. آلية عمل الحويصلات واندماجها تعمل وفق نفس المبدأ العام في الكائنات الحية المختلفة كالخميرة والإنسان. يعتبر هذا النظام بالغ الأهمية لمجموعة متنوعة من العمليات الفسيولوجية التي يجب فيها التحكم في ذوبان الحويصلات، بدءًا من إرسال الإشارات إلى الدماغ وإطلاق الهرمونات وحتى السيتوكينات في الجهاز المناعي. تحدث العيوب في نظام النقل الحويصلي في مجموعة متنوعة من الأمراض، بما في ذلك الاضطرابات العصبية والمناعية، وكذلك مرض السكري. وبدون هذا التنظيم الدقيق للغاية، ستنهار الخلية إلى حالة من الفوضى.
ولد جيمس روتمان عام 1950 في هيلهيل، ماساتشوستس في الولايات المتحدة الأمريكية. حصل على الدكتوراه من كلية الطب بجامعة هارفارد في عام 1976، وعمل كزميل ما بعد الدكتوراه في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وانتقل في عام 1978 إلى جامعة ستانفورد في كاليفورنيا، حيث بدأ بحثه عن الحويصلات داخل الخلايا. عمل روثمان أيضًا في جامعة برينستون، ومركز ميموريال سلون كيترينج للسرطان، وجامعة كولومبيا. وفي عام 2008، انضم إلى هيئة التدريس بجامعة ييل في ولاية كونيتيكت حيث يعمل أستاذًا ورئيسًا لقسم بيولوجيا الخلية.
ولد راندي شاكمان عام 1948 في سانت بول بولاية مينيسوتا، ودرس في جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس وستانفورد حيث حصل على الدكتوراه عام 1974 تحت إشراف آرثر كورنبرج (الحائز على جائزة نوبل عام 1959) وفي نفس القسم الذي درسه روثمان. انضم بعد بضع سنوات. في عام 1976 انضم شكمان إلى هيئة التدريس بجامعة كاليفورنيا في بيركلي حيث يعمل حاليا أستاذا في قسم البيولوجيا الجزيئية وبيولوجيا الخلية. شكمان هو أيضًا باحث في مركز هارفارد هيوز الطبي.
ولد توماس سودهوف عام 1955 في غوتنغن، ألمانيا. درس في جامعة جورج أوغست في غوتنغن حيث حصل على درجة الدكتوراه في الطب عام 1982 والدكتوراه في الكيمياء العصبية في نفس العام. وفي عام 1983، انتقل إلى مركز تكساس ساوثويست الطبي في دالاس بالولايات المتحدة الأمريكية كزميل ما بعد الدكتوراه مع مايكل براون وجوزيف جولدشتاين (الذي تقاسم جائزة نوبل للطب عام 1985). أصبح سودهوف باحثًا في معهد هوارد هيوز في عام 1991 وتم تعيينه أستاذًا للبيولوجيا الجزيئية والخلوية في جامعة ستانفورد في عام 2008.
تجدر الإشارة إلى أن الباحثين الثلاثة الذين فازوا لم يكونوا مستهدفين من قبل تومسون رويترز، وهي الهيئة التي تحاول تقدير كل عام من سيكون الفائزين بجائزة نوبل، والتي ومن بين الاحتمالات الثلاثة أيضًا اكتشاف البروفيسور حاييم سيدر وأهارون رازين من الجامعة العبرية حول مثيلة الحمض النووي.
تعليقات 6
نفخ الماء
هذا موقع علمي. وبعبارة ملطفة، فإن الحاخام لم يساهم بالضبط في هذه القضية ...
أبي، مع كامل احترامي، لا أعتقد أنه من الممكن أن تمر "أشياء مثل الاهتداء" بين مؤلفي الكتب، التي تنال الوصية كما يقولون.
نقطة، لدي مئات الكتب في المنزل (بما في ذلك كتاب كتبته، وليس 50 كتابًا مثله، على الرغم من أنه من الناحية الفنية فقط لعدد الكلمات ربما تجاوزته بأوامر كبيرة من خلال الكتابة على الموقع الإلكتروني) ولكني أيضًا الوصول إلى الإنترنت يعادل مليارات الكتب.. ولم يكن لديه ذلك.
هل سيقوم موقع العلوم بعمل مقال عن مران؟
ومع ذلك، من حيث المعرفة، كان لديه معرفة هائلة، وكان في منزله أكثر من 10 آلاف كتاب، لذلك سمعت الآن.
؟؟؟؟
لست معاديًا للسامية، بل أعني معاديًا لإسرائيل، لأن كل الفائزين هم من اليهود.
معاد للسامية لقد سرقوا جائزتنا