Skip to content Skip to navigation

2019 Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülü Açıklandı

Dr. Mahir E. Ocak
08/10/2019 - 09:45

Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülü’nün 2019 yılı sahipleri William G. Kaelin, Peter J. Ratcliffe ve Gregg L. Semenza oldu. Karolinska Enstitüsündeki Nobel komitesi tarafından yapılan açıklamada, araştırmacıların, hücrelerin oksijen seviyesini algılaması ve farklı oksijen seviyelerine uyum sağlaması ile ilgili çalışmaları nedeniyle ödüle layık görüldükleri açıklandı.

Hücrelerin düşük oksijen seviyelerini algılamasının çok önemli işlevleri vardır. Örneğin yoğun egzersiz yaptığımız sırada hücreler bu sayede metabolizmalarını düzenler. Ayrıca yeni kan damarlarının oluşturulması ve yeni kırmızı kan hücrelerinin üretilmesi de düşük oksijen seviyelerini algılayan mekanizmaların tetiklendiği süreçlerdendir. Fetüslerin gelişimi sırasında normal kan damarlarının oluşumu için de oksijen seviyelerinin algılanması önemlidir.

Nobel Media

Hücrelerdeki oksijen seviyesinin algılanmasıyla pek çok hastalık arasında ilişki vardır. Örneğin böbrek yetmezliği yaşayan hastalarda EPO geninin ifadesi (Proteinler genetik materyaldeki bilgiler kullanılarak sentezlenir. Buna gen ifadesi denir.) azalır ve kansızlık ortaya çıkar. Ayrıca oksijen algılama mekanizmasının kanserde de çok önemli rolü vardır. Tümörlerde oksijen algılama mekanizması yeni kan damarlarının oluşumunu tetikleyerek kanserli hücrelerin çoğalmasına yardımcı olur. Günümüzde oksijen algılama mekanizmasını düzenleyen kanser ilaçları üzerine çalışmalar yapılıyor.

İnsan vücudunun düşük oksijen seviyelerine karşı verdiği tepkilerden biri kısaca EPO olarak adlandırılan bir hormonun böbrekler tarafından salgılanmasıdır. EPO kırmızı kan hücrelerinin üretimini tetikler. 

EPO hormonunun önemi yirminci yüzyılın başlarında anlaşılmıştı. Ancak farklı oksijen sevilerine bağlı olarak hormonun salgılanmasını sağlayan süreçlerin tam olarak nasıl gerçekleştiği bilinmiyordu.

Gregg L. Semenza - Nobel Media

John Hopkins Üniversitesi Hücre Mühendisliği Enstitüsünde çalışan Gregg Semenza, EPO geni ve bu genin farklı oksijen seviyelerini nasıl düzenlediğiyle ilgili çalışmalar yaptı. EPO genine komşu, belirli DNA dizilerinin düşük oksijen seviyelerine verilen tepkiye aracılık ettiğini tespit etti. Londra’daki Francis Crick Enstitüsünde çalışan Peter Ratcliffe de oksijen seviyelerine bağlı olarak EPO geninin nasıl ifade edildiğiyle ilgili çalışmalar yaptı. Her iki araştırma grubunun yaptığı çalışmalar da oksijen algılama mekanizmasının sadece EPO genini salgılayan böbreklerde değil tüm dokularda bulunduğunu gösteriyordu.

Peter J. Ratcliffe - Nobel Media

Semenza düşük oksijen seviyelerine verilen tepkiye aracılık eden hücre bileşenlerini tespit etmek için çalışmalar yaptı. Elde ettiği sonuçlar HIF adı verilen bir protein kompleksinin, oksijen seviyelerine bağlı olarak, tespit edilen DNA parçalarına bağlandığını gösteriyordu. Daha sonraları HIF üzerine yapılan çalışmalar bu protein kompleksinin bugün HIF-1α ve ARNT olarak adlandırılan iki ayrı proteinden oluştuğunu gösterdi.

Oksijen seviyesi yüksek olan hücrelerdeki HIF-1α miktarı düşüktür. Oksijen seviyesi düştüğündeyse hücrelerdeki HIF-1α miktarı artar ve böylece HIF-1α DNA’ya bağlanarak EPO geninin ifadesini düzenler. 

Çeşitli araştırma gruplarının yaptığı çalışmalar, normal koşullar altında hızla yapısı bozulan HIF-1α proteininin düşük oksijen seviyelerinde yapısının bozulmadığını gösteriyordu. Normal koşullar altında ubikuitin olarak adlandırılan, parçalanacak proteinleri işaretleyen bir etiket görevi gören küçük bir peptit molekülü HIF-1α’e bağlanıyor; proteazom adı verilen, hücredeki görevi hasarlı ya da gereksiz proteinleri parçalamak olan bir protein kompleksi de bu etiketleri algılayarak HIF-1α proteinlerini parçalıyordu. Ancak ubikuitinin HIF-1α’e bağlanıp bağlanmamasının neden oksijen seviyesine bağlı olarak gerçekleştiği bilinmiyordu. Doğru cevaba giden yolu Howard Hughes Tıp Enstitüsünde çalışan William Kaelin Jr.’ın kanser üzerine yaptığı çalışmalar açtı.

William G. Kaelin - Nobel Media

VHL geninde kalıtsal mutasyonlar olan insanların kansere yakalanma oranı daha yüksektir. Kaelin, VHL hastalığı üzerine yaptığı çalışmalar sırasında VHL geninin kanserin ortaya çıkmasını engelleyen bir proteini kodladığını gösterdi. Ayrıca işlevsel bir VHL genine sahip olmayan insanlarda düşük oksijen seviyeleriyle ilişkili genler aşırı miktarda ifade ediliyordu. Kanserli hücrelere VHL geni verildiğindeyse düşük oksijen seviyesiyle ilgili genlerin ifadesi normale dönüyordu. Bu sonuçlar, VHL geninin düşük oksijen seviyelerine verilen tepkilerde bir rolü olduğunu gösteriyordu. 

Görseli büyütmek için üzerine tıklayın.

Çeşitli araştırma gruplarının yaptığı çalışmalar, VHL proteininin parçalanacak proteinleri ubikuitin ile işaretleyen kompleksin bir parçası olduğunu gösterdi. Daha sonra Ratcliffe ve arkadaşlarının yaptığı çalışmalar sonucunda da VHL proteininin HIF-1α ile fiziksel olarak etkileştiği ve HIF-1α’nin normal oksijen seviyelerinde parçalanması için bu etkileşimin gerekli olduğu ortaya çıktı. 

Sürecin tam olarak anlaşılması için eksik olan tek şey oksijen seviyelerindeki değişikliklerin HIF-1α ve VIF proteinleri arasındaki etkileşimleri nasıl düzenlediğiydi. Hem Kaelin’in hem de Ratcliffe’in araştırma grupları tarafından yapılan çalışmalar, HIF-1α proteininin VHL ile etkileşiminde yer aldığı bilinen özel bir kısmına odaklandı. Elde edilen sonuçlar, oksijen seviyesi normal düzeyde olduğunda, HIF-1α proteininin iki bölgesine hidroksil (OH) grupları eklendiğini, VHL’nin de bu hidroksil gruplarını algılayarak HIF-1α’ye bağlandığını gösterdi. Hücredeki oksijen seviyesi düşük olduğunda HIF-1α proteinine hidroksil grupları bağlanmıyor ve böylece HIF-1α proteinleri proteazom tarafından parçalanmıyordu.

Kaynak:

İlgili İçerikler

Tıp ve Sağlık

Boston Çocuk Hastanesinde çalışan Timothy Yu arkadaşları, kişiye özel bir tedavi geliştirdi. İlk bulgular, tedavinin olumlu sonuç verdiğini gösteriyor.

Tıp ve Sağlık

Yapılan araştırmalar son yıllarda depresyonun daha da yaygınlaştığını gösteriyor. Ergenlerde depresyon teşhisinin konulması ise yetişkinlere göre daha zor çünkü ergenlikte doğal olarak görülen psikolojik değişimlerle depresyonun belirtileri birbirine benziyor.

Tıp ve Sağlık

Hiç hata yapmamayı mı yoksa çok sayıda deneme ve yanılmadan sonra başarılı olmayı mı tercih edersiniz? Hata yapmak zaman zaman insanlar tarafından bir eksiklik olarak görülse de araştırmalar hata yapmanın öğrenmeyi olumlu etkilediğini gösteriyor.

Tıp ve Sağlık

Mutluluğumuzun nelere bağlı olduğu konusu tarih boyunca insanların ilgisini çekmiştir. 80 yıl süren araştırma mutluluğu belirleyen en önemli faktörün çevremizdeki insanlarla iyi ve olumlu ilişkiler kurmak olduğunu gösteriyor.

Tıp ve Sağlık

Geçtiğimiz on yılda elde edilen bulgular, kızamık aşısının sadece kızamık hastalığına karşı değil uzun vadede diğer hastalıklara karşı da koruma sağladığını göstermişti. Uluslararası bir araştırma grubunun yakın zamanlarda Science’ta yayımladıkları sonuçlar, bağışıklık sistemindeki hafıza kaybı hipotezinin doğru olduğuna işaret ediyor.

Tıp ve Sağlık

Çok yorgun olduğunuzu ve başınızı yastığa koyduğunuzu hayal edin. Tam uykuya dalacaksınız ama o da ne? Gök gürültüsünü andıran bir sesle yerinizden fırlıyorsunuz. Bu, yan odada uyuyan kardeşinizin horlama sesi. Horlamanın sadece horlayan kişinin yakınındaki kişileri olumsuz etkileyen bir durum olduğunu düşünebilirsiniz. Ancak horlamadan en çok etkilenen horlayan kişinin kendisidir.

Tıp ve Sağlık

Eylemlerimizi yönlendiren iki faktör var: yapmamız gerekenler ve yapmayı istediklerimiz. Yemek yemek, uyumak gibi yapmak zorunda olduğumuz eylemler dışındakileri kendimiz yapmayı tercih ettiğimiz için gerçekleştiriyoruz. Peki, beynimiz buna nasıl karar veriyor?

Tıp ve Sağlık

Bir grup araştırmacı, omurgalı hayvanların görme algısında yer alan bir protein kompleksinin üç boyutlu yapısını atom ölçeğinde tespit etti.  Bu sayede spesifik olarak bu etkileşimleri hedef alan ilaçlar geliştirilebilir.

Tıp ve Sağlık

Siz de günlerin kısaldığı, havaların soğuduğu, Güneş’in daha geç doğup daha erken batmaya başladığı bu günlerde kendinizi daha mutsuz, enerjiniz d

Tıp ve Sağlık

İsveç’teki Karolinska Enstitüsünde yapılan bilimsel çalışmalar, insanların çoğunun yaşlandıkça kilo almasının sebebini ortaya çıkardı. Prof. Dr. Peter Arner ve arkadaşlarının Nature Medicine’de yayımladıkları sonuçlara göre yağ hücrelerindeki lipit döngüsü (yağların yakılma ve depolanma hızı) yaşlandıkça yavaşlıyor ve böylece daha kolay kilo alınıyor.