Премия по физиологии и медицине присуждена за исследования генетической регуляции апоптоза - запрограмми рованной гибели клеток. Миллион долларов разделят между собой три молекулярных биолога - Сидней Бреннер, Джон Салстон и Роберт Хорвиц.
В организме взрослого человека каждый день рождается более тысячи миллиардов клеток и столько же умирает. Апоптоз - тонкий контролируемый процесс удаления ненужных клеток - можно назвать добровольным клеточным самоубийством (см. "Наука и жизнь" №№ 8, 12, 2001 г.). Первыми это явление описали биологи, изучающие развитие организма. Чтобы головастик превратился во взрослую лягушку, часть его клеток должна умереть. У человеческого эмбриона тоже первоначально образуются рудиментарные органы, например перепонки между пальцами на руках и ногах, но затем благодаря апоптозу они благополучно исчезают.
Ключевым фактором в изучении запрограммированной клеточной гибели оказался правильный выбор объекта для экспериментов. На одноклеточных организмах - бактериях или дрожжах - апоптоз изучать невозможно. Высшие животные, например млекопитающие, чересчур сложны для исследования, ведь они состоят из огромного числа клеток. Требовалась простая и удобная многоклеточная модель. Идеальное решение предложил в начале 1960-х годов британский ученый Сидней Бреннер. Его выбор пал на нематоду Caenorhabditis elegans. Этот червячок длиной примерно 1 мм быстро растет и легко размножается. Но самое главное - он прозрачен, что позволяет наблюдать за делением клеток в микроскоп.
Среди тех, кто вслед за Бреннером увлекся изучением растущих червячков, особенно преуспел Джон Салстон, известный как один из отцов проекта расшифровки генома человека. Но в 1970-е годы объектом его внимания был C. elegans. Работая в лаборатории Бреннера в Кембриджском университете (Великобритания), Салстон сумел шаг за шагом проследить все этапы деления и специализации клеток нематоды. Он составил подробную схему, описывающую, каким образом из одной яйцеклетки получаются 959 клеток взрослого червяка. Точнее, в процессе развития нематоды образуются 1090 клеток, но 131 клетка гибнет в результате апоптоза. Эта запрограммированная смерть - неотъемлемая часть нормального развития организма.
Управляет процессами деления, специализации и самоубийства клеток генетическая программа. Какие именно гены регулируют механизм апоптоза, сумел установить американский ученый Роберт Хорвиц. Как и Салстон, Хорвиц начал исследования нематоды под руководством Бреннера в Кембриджском университете, а затем продолжил работу в Массачусетском технологическом институте (США). Хорвиц выяснил, как гены смерти взаимодействуют между собой, и показал, что в человеческом организме также есть гены, регулирующие апоптоз.
Изучение процессов апоптоза помогает понять механизмы возникновения некоторых болезней. Например, известно, что при СПИДе, нейродегенеративных заболеваниях, инсульте и инфаркте миокарда происходит избыточная гибель клеток. При аутоиммунных и раковых заболеваниях наблюдается обратное: клетки, которые должны были умереть, выживают. Поэтому стимуляция процессов клеточного самоубийства - один из перспективных путей борьбы с раком.
