Adunarea Nobel a Institutului Karolinska a hotarat sa atribuie premiul Nobel in fiziologie si medicina pe 2001, in comun, urmatorilor cercetatori
Leland H. Hartwell, R. Timothy (Tim) Hunt si Paul M. Nurse
pentru descoperirile lor privind
« reglarea ciclului celular »
Introducere
Prin testamentul sau, Alfred Nobel constituia la 27 noiembrie 1895 Fundatia Nobel care avea sa acorde, incepand din 1900, premiul Nobel cercetatorilor care "au adus cele mai mari beneficii omenirii" si in particular celor care au facut cele mai importante descoperiri in domeniul fiziologiei si medicinei".
Laureatii si munca lor
In perioada 1901 - 2000 un numar de 172 de oameni de stiinta au primit premiul Nobel pentru Fiziologie si Medicina. Contributiile lor merg de la cercetarea fundamentala pana la cea clinica.
Prezentam in continuare un tabel cu cercetatorii care au primit premiul Nobel in ultimii 50 de ani si natura descoperirilor care le-au adus aceste premii.
Agenti infectiosi si insecticide
Theiler (1951)
Virusul febrei galbene
Enders, Weller & Robbins (1954)
Cultura in vitro a virusului poliomelitic
Blumberg & Gajdusek (1976)
Mecanisme noi de producere si diseminare a bolilor infectioase
Prusiner (1997)
Prionii, un nou principiu al infectiilor
Imunologia
Burnet & Medawar (1960)
Toleranta imunologica capatata
Edelman & Porter (1972)
Structura anticorpilor
Benacerraf, Dausset & Snell (1980)
Reglarea reactiilor imune
Jerne, Köhler & Milstein (1984)
Controlul sistemului imunitar si anticorpii monoclonali
Tonegawa (1987)
Genetica formarii anticorpilor
Doherty & Zinkernagel (1996)
Imunitatea mediata a celulelor
Dezvoltarea medicamentelor
Waksman (1952)
Streptomicina, primul antibiotic impotriva tuberculozei
Bovet (1957)
Substante care mimeaza efectele adrenalinei. Substante care paralizeaza muschii scheletici.
Black, Elion & Hitchings (1988)
Principii importante pentru tratamentele medicamentoase
Cancer
Rous (1966)
Virusul gainilor care induce tumori
Huggins (1966)
Tratamentul hormonal al cancerului de prostata
Baltimore, Dulbecco & Temin (1975)
Interactiunea dintre tumoare si celula gazda
Bishop & Varmus (1989)
Oncogenele retrovirale
Genetica clasica
McClintock (1983)
Elemente genetice mobile
Biologie celulara
Claude, de Duve & Palade (1974)
Organizarea structurala si functionala a celulei
Cohen & Levi-Montalcini (1986)
Factorii de crestere
Blobel (1999)
Proteinele au semnale intrinseci care guverneaza transportul lor si localizarea in celule
Biologie de dezvoltare
Lewis, Nüsslein-Volhard & Wieschaus (1995)
Controlul genetic in dezvoltarea initiala a embrionului
Biologie moleculara/genetica
Beadle & Tatum (1958)
Reglarea activitatilor chimice definitive (o gena - o proteina)
Lederberg (1958)
Recombinarea genetica si organizarea materialului genetic in bacterie
Ochoa & Kornberg (1959)
Mecanisme in sisteza biologica a acidului ribonucleic si dezoxiribonucleic
Crick, Watson & Wilkins (1962)
Structura moleculara a acizilor nucleic si semnificatia acesteia pentru transferul de informatie in material vie
Jacob, Lwoff & Monod (1965)
Controlul genetic al sintezei enzimelor si virusilor
Holley, Khorana & Nirenberg (1968)
Codul genetic si functiile sale in sinteza proteinelor
Delbrück, Hershey & Luria (1969)
Mecanismul de replicare si structura genetica a vitusilor
Arber, Nathans & Smith (1978)
Enzimele de restrictie si aplicatiile lor in poblemele de genetica moleculara
Roberts & Sharp (1993)
Genele split
Metabolism intermediar
Krebs (1953)
Ciclul acidului citric
Lipmann (1953)
Coenzima A si importanta sa in metabolismul intermediar
Theorell (1955)
Natura si modul de actiune al onzimelor de oxidare
Bloch & Lynen (1964)
Metabolismul colesterolului si acizilor grasi
Bergström, Samuelsson & Vane (1982) Prostanglandinele si substantele biologic active relationate
Brown & Goldstein (1985)
Reglarea metabolismului colesterolului
Fischer & Krebs (1992)
Fosforilarea reversibila a proteinelor ca mecanism builogic de reglare
Gilman & Rodbell (1994)
Proteinele G si rolul lor in semnalul transducerii in celule
Hormoni
Kendall, Reichstein & Hench (1950)
Hormonii cortex-ului adrenal, structura lor si efetele biologice
Sutherland, Jr. (1971)
Mecanismele de actiune ale hormonilor
Furchgott, Ignarro & Murad (1998)
Oxidul nitric ca molecula de semnalare in sistemul cardiovascular
Digestie, circulatie si respiratie
Cournand, Forssmann & Richards (1956) Cateterizarea inimii si schimbarile patologice in sistemul circulator
Neurobiologie
Bovet (1957)
Componentele sintetice care actioneaza in sistemul vascular si in muschii scheletului (curara)
Eccles, Hodgkin & Huxley (1963)
Mecanisme implicate in excitarea si inhibarea portiunilor periferiale si centrale membranei celulare a nervului
Katz, von Euler & Axelrod (1970)
Neurotransmitatori si mecanisme de stocare a lor relaxare si inactivare (conceptul de transmitere sinaptica)
Guillemin & Schally (1977)
Producerea hormonului peptida in creier
Yalow (1977)
Radioimunitatea hormonului perptida
Sperry (1981)
Specializarea functionala a emisferelor cerebrale
Neher & Sakmann (1991)
Functia canalelor de ion unic
Carlsson, Greengard & Kandel (2000) Transducerea semnalului in sistemul nervos
Chirurgie
Murray & Thomas (1990)
Transplantul de organe si celule in tratamentul bolilor la om
Fiziologia senzoriala
von Békésy (1961)
Mecanismul fizic al stimularii in cochlea
Granit, Hartline & Wald (1967)
Procesele vizuale primare fiziologice si chimice in ochi
Hubel & Wiesel (1981)
Procesarea informatiei in sistemul vizual
Stiinte ale comportamentului
von Frisch, Lorenz & Tinbergen (1973) Organizarea si elicitarea modelelor comportamentale individuale si sociale
Metode de diagnostic
Cormack & Hounsfield (1979)
Tomografia computerizata
In ultima suta de ani, premiul pentru medicina si fiziologie a fost acordat unor importante descoperiri. Dar au fost si unele omisiuni ca si unele greseli.
Prestigiul premiului Nobel vine totusi de la faptul ca comunitatea stiintifica internationala e de acord cu majoritatea deciziilor care au fost luate.
Intentia lui Nobel a fost ca premiul ca faca posibil ca cercetatorii talentati sa-si continue cercetarile fara sa se ingrijoreze de situatia materiala. Acest luctru in ziua de azi e sub semnul intrebarii. In primul rand ca varsta la care castigatorii pot primi premiul este relativ ridicata si in al doilea rand premiantii sunt deja recunoscuti ca oameni de stiinta in momentul in care primesc premiul. Oricum, studiile medicale cer un buget considerabil si grupuri mari de studiu.
Deci, premiul Nobel difera foarte mult azi fata de cel de acum 100 de ani.
Pentru juriu, datoria de a selecta laureatii la premiul Nobel este una stimulativa iar momentul citirii discursului laureatilor este o ocazie memorabila. Anuntarea premiului Nobel din Octombrie cat si ceremonia si festivitatile de decernare sunt o atractie pentru mass-media internationala.
Premiul Nobel 2001
Toate organismele sunt compuse din celule care se reproduc prin diviziune. Un adult poseda in jur de 100 000 miliarde, toate rezultate dintr-o singura celula, ovulul fecundat. Chiar si la adult, nenumarate celule se reproduc fara incetare pentru a le inlocui pe cale care mor. Pentru a putea sa se reproduca, celula trebuie sa creasca, sa-si recopieze genomul si sa-l transmita in mod fidel celulelor fiice. Aceste procese sunt coordonate de ciclul celular.
Cei trei laureati ai premiului Nobel in fiziologie
Cei trei laureati ai premiului Nobel in fiziologie si medicina au facut descoperiri majore privind mecanismul de controla ciclului celular. Ei au identificat moleculele cheie care il regleaza si a caror functionare este identica la drojdii, la plante, la animale si la om. Aceste descoperiri in biologia fundamentala au o mare semnificatie pentru tot ceea ce inseamna cresterea celulelor.
Rezultatele acestor cercetari au permis de exemplu o mai buna intelegere a alterarilor genomului in celule canceroase si pot deschide drumul catre tratamentul maladiilor canceroase.
Leland Hartwell (nascut in 1939), Fred Hutchinson Cancer Research Center, Seattle (Statele Unite), este recompensat pentru descoperirea unei categorii de gene care comanda ciclul celular. Una dintre aceste gene joaca un rol central in inceperea fiecarui nou ciclu, de unde numele sau, "start". Hartwell a introdus si notiunea de "puncte de control", conducand la o abordare novatoare a ciclului celular.
Paul Nurse (nascut in 1949), Imperial Cancer Research Fund, Londra, a identificat prin metode de genetica si biologie moleculara unul din factorii cheie ale reglarii ciclului celular, Kinazele dependente de cicline (CDK). El a aratat ca functionarea CDK este aceeasi de lungul evolutiei. CDK activeaza ciclul celular prin intemediul unei reactii chimice cu alte proteine.
Tim Hunt (nascut in 1943), Imperial Cancer Research Fund, Londra, este recompensat pentru descoperirea ciclinelor, proteinele care regleaza actiunea CDK. El a pus in evidenta degradarea cilcinelor in cazul diviziunii celulelor, un mecanism care s-a dovedit esential pentru reglarea ciclului celular.
Un milion de celule intr-un gram de tesut.
Celulele avand cromozomi plasati in nucleu si separati de restul celulei, asa-numitele celule eucariote, au aparut pe pamant acum doua milioane de ani. Organismele continand asemenea celule pot fi unicelulare, ca cele de la amoebe, sau pluricelulare, ca cele de la plante sau animale. Corpul uman contine un numar imens de celule, in medie un milion de celule intr-un gram de tesut.
Fiecare nucleu contine intregul material ereditar (AND) plasat in 46 de cromozomi (23 de perechi de cromozomi).
De peste 100 de ani se cunoaste modul de diviziune al celulelor pluricelulare. Dar doar de 20 de ani a devenit posibila identificarea mecanismului ce regleaza ciclul celular. Acest mecanism fundamental este foarte bine conservat si functioneaza dupa aceeasi metoda in toate organismele eucariote.
Fazele ciclului celular
Ciclul celular are mai multe faze (vezi figura)
In prima faza (G1), celula creste. Cand a ajuns la o anumita marime intra in a doua faza (s) in care are loc sinteza AND. Celula isi dubleaza materialul AND si formeaza o copie a fiecarui cromozom. In urmatoarea faza (G1), celula controleaza daca raspunsul AND-ului este complet si se pregateste pentru diviziunea celulara.
Cromozomii se separa (Mitoza; M), iar celula se imparte in doua celule fiice. Prin acest mecanism, celulele fiice primesc cromozomi identici. Dupa diviziune, celulele se intorc la G1, iar celula este completa.
Durata ciclului celular difera de tipul de celula. La majoritatea celulelor mamiferelor dureaza intre 10 si 30 de ore. Celulele din prima faza a ciclului (G1) nu intotdeauna continua ciclul. Ele ies din ciclul celular si intra in stadiul de odihna (G0).
