William G. Kaelin, Sir Peter J. Ratcliffe ja Gregg L. Semenza tutkivat sitä, miten happivaje säätää solujen toimintaa. Kuva: Nobel-säätiö
William G. Kaelin, Sir Peter J. Ratcliffe ja Gregg L. Semenza tutkivat sitä, miten happivaje säätää solujen toimintaa. Kuva: Nobel-säätiö

Palkinnon saanut kolmikko selvitti, miten elimistö säätelee hapensaantia.

Yhdysvaltalaiset William Kaelin ja Gregg Semenza sekä brittiläinen Peter Ratcliffe saavat lääketieteen tämän vuoden Nobelin palkinnon.

Kolmikko palkitaan keksinnöistään, jotka liittyvät siihen, miten solut havaitsevat hapen ja sopeutuvat sen muuttuvaan määrään.

He tunnistivat ne molekyylitason mekanismit, jotka säätävät geenien toimintaa, kun hapen saatavuus vaihtelee.

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Tähtipölyä lankesi myös Suomeen. Husin syöpäkeskuksen tutkimusjohtaja, professori Panu Jaakkola oli päätekijänä yhdessä keskeisistä tutkimuksista, jotka toivat palkinnon Ratcliffelle.

Sisältö jatkuu mainoksen alla

”Olin töissä Oxfordissa Ratcliffen laboratoriossa. Löydökset, jotka siellä tehtiin, perustuivat hyvin pitkälle minun löydöksiini. Päälöydös julkaistiin Sciencessa 2001”, Jaakkola sanoo.

Eläimet tarvitsevat happea muuntaakseen saamansa ravinnon käyttökelpoiseksi energiaksi. Hapen tärkeä rooli on tunnettu vuosisatoja. Tuntematonta sen sijaan on ollut se, miten solut sopeutuvat hapen määrän muutoksiin.

Elimistön solujen on tärkeä tietää happitasonsa. Jos niillä ei ole tarpeeksi happea, niiden pitää tunnistaa se ja reagoida siihen sekunneissa, jotta ne saisivat lisää happea, Jaakkola sanoo.

”Me tunnistimme molekyylitason mittarin sille, kuinka paljon soluissa on happea. Jos solu huomaa, ettei ole tarpeeksi happea, se alkaa aktivoida proteiineja, jotka parantavat happitasapainoa.”

Happea lisäävistä proteiineista tunnettu esimerkki on erytropoietiini eli epo. Dopingaineena tunnettu hormoni lisää happea kuljettavien punaisten verisolujen tuotantoa.

Erytropoietiinin vaikutus tunnettiin jo sata vuotta sitten. Hapen osuutta kuviossa ei sen sijaan tunnettu.

Nobel-löydösten ansiosta on myös kehitetty uusia lääkkeitä anemian, syövän ja muiden sairauksien torjuntaan.

Nobelisteista Semenza tutki epo-geeniä ja sitä, miten hapen vaihtuva määrä vaikuttaa sen toimintaan. Selvisi, että tietyt dna-jaksot epo-geenin lähellä välittävät solun reaktiota happivajeeseen.

Myös Ratcliffe tutki ryhmänsä kanssa epo-geeniä. Molemmat ryhmät osoittivat, että hapen aistimisen mekanismit toimivat kaikkialla elimistössä.

Semenza käytti viljeltyjä mu­nuaissoluja tutkiakseen yksityiskohtaisesti, miten mekanismi toimii. Hän löysi niin sanotun hif-1a-tekijän, joka aktivoituu happipitoisuuden laskiessa.

Kun happea on runsaasti, hif-1a:ta on soluissa hyvin vähän. Kun happea on vähän, tämän säätelytekijän määrä nousee. Se sitoutuu epo-geeniin ja säätää sen toimintaa.

Normaalioloissa hif-1a hajoaa nopeasti. Siihen kiinnittyy tietty molekyylimerkki, joka merkitsee sen hajotettavaksi.

Happivajeessa tämä hajotusmerkki ei teekään tehtäväänsä.

Miten sitten hajotusmerkki reagoi hapen määrään? Ratkaisun löysi syöpätutkija Kaelin, joka tutki perinnöllistä sairautta nimeltään von Hippel-Lindaun tauti eli vhl.

Osoittautui, että tautiin liittyvä geeni säätää reaktiota happivajeeseen. Vhl pystyy vuorovaikuttamaan hif-1a:n kanssa, ja sitä tarvitaan, jotta hif-1a hajotetaan normaalissa happitilanteessa.

Solun happipalapeli oli lähes valmis. Vielä piti selvittää, miten happi säätelee vhl:n ja hif-1a:n keskinäistä vuorovaikutusta. Vuonna 2001 Kaelinin ja Ratcliffen ryhmät pääsivät asian jäljille. Jaakkola osallistui tähän työhön.

Palkitun kolmikon ansiosta tiedämme paljon enemmän siitä, miten happi säätelee elimistön fysiologiaa.

Urheilijat käyttävät sitä hyväksi korkean paikan leireillä saadakseen elimistön tehtailemaan erytropoietiinia.

Solutason reaktiot happipitoisuuteen liittyvät moniin sairauksiin, esimerkiksi syöpään.

”Syöpä käyttää hyväkseen tätä mekanismia, tuottaa itselleen verisuonia ja pääsee kasvamaan isommaksi. Tätä vastaan on kehitetty useita lääkkeitäkin”, Jaakkola sanoo.

Myös anemiaan on kehitetty lääke, joka pohjautuu samoihin tutkimuksiin.

Nobelin lääketieteen palkinto on arvoltaan noin 830 000 euroa.

Minijehova
Seuraa 
Viestejä14804

Ylimääräinen happi on yllättävän haitallista ja siksi pidänkin liikunnan merkittävimpänä hyötynä lisääntynyttä hapenkulutusta. Samasta syystä epäilen tupakalla olevan addiktioherkkyytensä taustalla muutakin kuin pelkkä nikotini.

MJ

Sisältö jatkuu mainoksen alla