Yoshinori Ohsumi, 1905’ten bu yana verilen Nobel Fizyoloji veya Tıp ödülünün 107. sahibi oldu. Temel bilimlerdeki gelişime bir kez daha vurgu yapması açısından önemli olan bu ödül 1µm’den (metrenin milyonda biri) daha küçük bir yapı olan lizozomla ilintili üçüncü Nobel Ödülü…

1950’lerde yeni bir hücre elemanı-organel bulundu. Proteinleri, hatta karbonhidrat ve yağ yapılarını da parçalayan, sindiren bu organele lizozom adı verildi ve elektron mikroskobu altındaki bu keşif Christian de Duve’u 1974 Nobel Tıp Ödülüne ortak etti. Sonraki on yılda sürdürülen araştırmalarda birçok hücre içi yapının, hatta mitokondri gibi büyük organellerin bütün halinde lizozomlar içinde görülmesiyle hücrenin kendi bileşenlerini sindirdiği yani bir bakıma kendisini yediği (otofaji) anlaşıldı. Hücre içi gerçekleşen bu boyutta bir yıkıma aracılık eden taşıma sisteminin araştırılmasıyla da nakliye işini yapan yük katarı belirlendi – otofagozom.

Sonraki araştırmalarda ubikitin aracılı proteazom adını verdikleri protein yıkım sistemini tanımlamaları Aaron Ciechanover, Avram Hershko ve Irwin Rose’a 2004 Nobel Kimya Ödülünü getirdi. Ancak bu sistemin belli ağırlık ve yapıdaki proteinleri yıkıma uğratmanın ötesinde daha büyük parçaları sindirmesi olası görünmüyordu. Otofaji bilimsel bir merak konusu olmaya devam etti.



Ohsumi, maya hücrelerinin kofullarında (insan hücresindeki lizozom karşılığı, vakuol) sürdürdüğü çalışmalarında başarılı bir deney kurguladı; yıkıcı enzimleri olmayan mutant (genetiği farklılaştırılmış) maya hücrelerinin kofullarında saatler içinde biriken geri dönüşüme gelmiş kolileri (otofagozom) göstererek isim babası de Duve’dan yaklaşık 40 yıl sonra otofajinin hücre içinde, büyük ölçeklerde ve sürekli bir şekilde gerçekleştiğini kanıtladı. Bununla yetinmeyen Ohsumi, otofagozom oluşumunu ve lizozoma sevkiyatı düzenleyen genleri de başarıyla belirleyerek otofajinin oluş mekanizmasını açıkladı.



 

“Ne oluyor?” ve “Nasıl oluyor?” soruları büyük ölçüde yanıtlanmışken bu temel bilimsel kavrayışın uygulamalarına yön tutacak “Neden oluyor?” sorusuna yanıtlar da gelmeye başladı. Başlangıçta açlık gibi hücreyi strese sokan durumlarda aktifleştiği düşünülen bu mekanizmanın, hücre içinde sürekli cereyan ettiği, aslında sadece olağanüstü durumlarda gerçekleşen bir olay olmayıp normal hücre döngüsünün bir parçası olduğu gerçeği bile Ohsumi’nin başarısına bir kanıt teşkil ediyor. Enfeksiyon sonrası bakteri ve virusların savaş alanına çevirdiği hücre içi ortamının temizlenmesi işlemi otofajinin en önemli temel işlevlerinden biri olarak ortaya konsa da, hücre farklılaşması ve embryo gelişimindeki görevleri, hasar gören hücre organellerinin ortamdan uzaklaştırılıp olası zararlı sonuçların önüne geçilmesi gibi kilit rollerin başaktörü de süregelen 20 yıllık çalışmalar ışığında otofaji gibi görünüyor.

Bozulmuş otofajinin Parkinson Hastalığı ve Tip II şeker hastalığının ortaya çıkmasında payı olduğu kimi araştırmaların odak noktası olmaya başladı bile. Meme ve over (yumurtalık) kanseri gelişiminde rol oynayan BECN-1 gen mutasyonu nedeniyle bozulan otofaji, hastalığın oluş mekanizmasına ışık tutarken olası bir tedavi için hedef gösteriyor aslında. Merkezi sinir sisteminde hücre içi anormal protein birikimiyle karakterli onlarca genetik hastalığın temelinde otofajinin aksaması yatıyor.

Ohsumi’nin 1992’de yayınladığı yazı ile bilim dünyasına duyurduğu bu gelişme tam 24 yıl sonra taçlanmış oldu. İnsanın kendi içine yaptığı hücresel yolculuk yavaş ama emin adımlarla devam ediyor.

Organel:İnsan için organın hücresel karşılığı
Lizozom: İnsan için midenin hücresel karşılığı

 

---

Kaynak:

• Scientific Background Discoveries of Mechanisms for Autophagy (https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2016/advanced-medicineprize2016.pdf)


• Takeshige, K., Baba, M., Tsuboi, S., Noda, T. and Ohsumi, Y. (1992). Autophagy in yeast demonstrated with proteinase-deficient mutants and conditions for its induction. Journal of Cell Biology 119, 301-311


• Tsukada, M. and Ohsumi, Y. (1993). Isolation and characterization of autophagy-defective mutants of Saccharomyces cervisiae. FEBS Letters 333, 169-174