Нобелевская ассамблея в Каролинском институте присудила премию американцам Уильяму Келину-младшему и Греггу Семенце, а также британскому ученому Питеру Рэтклиффу, которые определили, как клетки чувствуют изменения уровня кислорода и приспосабливаются к ним.
«Нобелевские лауреаты этого года раскрыли механизм одного из самых важных адаптационных процессов в жизни», — говорится в заявлении Нобелевского комитета. «Они заложили основу для понимания того, как уровни кислорода влияют на клеточный метаболизм и физиологические функции. Их открытия прокладывают путь к многообещающим стратегиям борьбы с анемией, раком и другими заболеваниями».
Грегг Семенца изучал механизм, позволяющий гормону эритропоэтину (ЭПО) увеличивать количество эритроцитов в ответ на гипоксию [1] или низкий уровень кислорода. Ратклифф проводил аналогичные исследования, определяя как регулируется кислородом ген EPO.
В культивируемых клетках печени Семенца обнаружил белковый комплекс, который связывается с идентифицированным сегментом ДНК кислородно-зависимым способом. Он назвал этот комплекс фактором индуцируемым гипоксией (HIF).
Также был идентифицирован фактор HIF-1a, возникающий при пониженном уровне кислорода и исчезающий при нормальном уровне. HIF-1a быстро разлагается при достаточном обеспечении кислородом, но стабилен во время периодов кислородного голодания.
Уильям Келин в свою очередь сосредоточил свои исследования на генетической болезни Гиппеля — Линдау. Это заболевание наследуется аутосомно-доминантно и обусловлено мутацией гена-супрессора опухолевого роста (VHL). Исследователь обнаружил, что ген VHL участвует в контроле реакций на гипоксию.
Благодаря новаторской работе новоиспеченных нобелевских лауреатов мы знаем гораздо больше о том, как различные уровни кислорода регулируют фундаментальные физиологические процессы. Теперь стало ясно, как кислородное зондирование позволяет клеткам адаптировать свой метаболизм к низким уровням кислорода, например, в мышцах во время интенсивных упражнений.