Nobel-díjasok: sejtek, kvantumrészecskék, fehérjék

Alfred Nobel tehetős svéd nagyiparos, a dinamit feltalálója 1895-ben írt végrendeletében rendelkezett úgy, hogy vagyonának kamataiból évről évre részesedjenek a tudomány és az irodalom kiválóságai, valamint azok, akik a legtöbb erőfeszítést teszik a békéért. Az alapító nem hagyott határozott instrukciókat a mindenkori Nobel-bizottságra. Utasításai szerint a díjat azoknak kell adni, akik az előző évben saját tudományterületükön „a legnagyobb szolgálatot tették az emberiségnek”. Az „előző évben” kitételt már régóta nem tartja be a Nobel-bizottság, mivel évtizedek is eltelhetnek, mire kiderül, hogy egy kutatás mennyire értékes. 1968-ban a tudományos munkásság nobeli elismerése kiegészül a közgazdasági Nobel-emlékdíjjal. Ezt a Svéd Bank (svédül Sveriges Riksbanks) kezdeményezte a pénzintézet fennállásának 300. évében, s a díjat hivatalosan Alfred Nobel-emlékdíjnak nevezik. Ma az orvostudományi, fizikai és kémiai Nobel-díj két-két kitüntetettjét mutatjuk be, az elismerést kiérdemlő kutatásaikat ismertetjük. Egy következő lapszámunkban az irodalmi, a béke és a közigazgatási Nobel-díjasokról, munkásságukról tudhatnak meg részleteket.

Orvosi-élettani Nobel-díj a sejtek újraprogramozásáért
John B. Gurdon brit és Shinya Yamanaka japán kutató kapta felnőtt sejtek embrionális sejtekké való „visszaprogramozásáért”. A két orvos kutatásai során derült ki, hogy az érett, egy bizonyos tevékenységre már szakosodott (specializált) sejtek módosíthatók oly módon, hogy ismét az embrionális (pluripotens) állapothoz hasonló állapotba kerüljenek. Ezeket a sejteket ezért indukált pluripotens őssejteknek (iPS-sejteknek) nevezik.
Ezek az eredmények a Nobel-bizottság indoklása szerint forradalmasították a sejtek fejlődésével kapcsolatos tudásunkat, és új utakat nyitottak az orvostudományban. Egy ilyen sejtből kiindulva ugyanis elvileg a szervezet minden sejttípusa létrehozható (kivéve a magzatburok sejtjeit). Az így létrehozott sejtekkel – például ideg-, bőr- és kötőszöveti sejtekkel – számos betegség tanulmányozását és gyógyítását remélik a jövőben.
A 79 éves brit John B. Gurdon a klónozás területén ért el kiemelkedő eredményeket. Egyetemi tanulmányait Oxfordban végezte, majd egy darabig a Caltechen kutatott, végül visszatért Nagy-Britanniába a Cambridge Egyetemre. Jelenleg a fejlődésbiológiával és rákkutatással foglalkozó cambridge-i Gurdon Intézet kutatócsoport-vezetője. Gurdon 1971 óta a brit Royal Society tagja, és 1995-ben lovaggá ütötték.
Az őssejtkutatással foglalkozó Shinya Yamanaka a kiotói Center for iPS Cell Research and Application igazgatója, valamint a Kiotói Egyetem és a San Franciscó-i Kalifornia Egyetem kutatója. Az ötvenéves tudós az őssejtkutatók nemzetközi szövetségének (International Society for Stem Cell Research) jelenlegi elnöke.

Kvantumfizikusok diadala
A fizikai Nobel-díjat megosztva kapta a francia Serge Haroche és az amerikai David J. Wineland, a hivatalos indoklás szerint az „önálló kvantrumrendszerek mérésével és manipulálásával kapcsolatos módszerek kidolgozásáért”. Mindkét tudós 68 éves.
A méltatás szerint új korszakot nyitottak a kvantumfizikai kísérletekben, amikor olyan kvantumoptikai vizsgálati módszereket dolgoztak ki, amivel a kvantumrészecskéket anélkül lehet megvizsgálni, hogy elpusztítanánk azokat.
Munkájuk új típusú, szupergyors, kvantumfizikán alapuló számítógép megépítéséhez vezethet el. A kvantumszámítógép talán ebben a században változtatja meg olyan radikálisan mindennapi életünket, ahogyan a klasszikus komputer tette az elmúlt században – áll a Királyi Akadémia közleményében.
Haroche először a gyerekeit, aztán a kollégáit hívta fel, és egyelőre fogalma sincs, hogyan fogja megünnepelni a kitüntetést. Elmondása szerint olyan sok más terület nyerhetett volna, hogy nem nagyon foglalkozott a dologgal, és főleg idén nem várta volna, hogy őt tüntetik ki. Serge Haroche a College de France professzora, az amerikai, az európai és természetesen a Francia Fizikai Társaság tagja, amerikai kollégájához hasonlóan többszörösen elismert kutató.
David J. Wineland jelenleg a National Institute of Standards and Technology kutatója a coloradói Boulderben. Az Amerikai Tudományos Akadémia és az Amerikai Fizikai Társaság tagja, és korábban számos fizikai kutatói díj birtokosa.
Domokos Péter, az MTA Wigner Fizikai Kutatóintézete Kvantumoptikai Osztályá­nak kutatója szerint nem túlzás az úttörő jelző a két díjazott munkájával kapcsolatban. „A kvantumfizika hosszú ideig csak gondolatkísérletek útján fejlődött, de ahhoz, hogy egy-egy atomból vagy fotonból álló, önálló kvantumrendszereket vizsgálhassunk, Haroche és Wineland – egymástól független – kísérletsorozatára volt szük­ség” – mondta Domokos, akinek Haroche korábban témavezetője is volt. Arra a kérdésre, hogy milyen eredményeit láthatjuk a mindennapokban a kvantumfizika fejlődésének, a magyar kutató szerint a különlegesen pontos időmérést lehetővé tevő atomóra a legjobb válasz.

Fehérjekutatóké a kémiai Nobel-díj
Robert J. Lefkowitz (Duke Egyetem) és Brian K. Kobilka (Stanford Egyetem) alapvető fontosságú sejtbiológiai kutatásokért, az úgynevezett G-protein-kapcsolt receptorok felfedezéséért és működésük leírásáért kapta meg az idei kémiai Nobel-díjat. Ezek a receptorok olyan fehérjék, amelyek a sejtek membránjaiba ágyazódnak, és a külvilág ingereinek hatására egy belső sejtválaszt indítanak el, vagyis ezeken a fehérjéken keresztül kapja meg a sejt a külvilág ingereit.
Sokáig rejtélynek számított, hogyan képesek érzékelni a sejtek a környezetüket, a környezetükben lévő anyagokat, mondjuk a hormonokat. Például az adrenalin hatására megnő a vérnyomás és a szívverések száma. Feltételezték, hogy ezeket az ingereket a sejt valamiféle „jelfogó antennákkal”, szakszóval receptorokkal érzékeli, ezek természete azonban hosszú ideig homályban maradt.
Lefkowitz 1968-ban kezdte tanulmányozni a receptorokat. Radioaktívan megjelölt hormonokat adott a sejtekhez, és a sugárzást követve több receptort fedezett fel, köztük az adrenalinét is, amelynek ezután a működését is vizsgálni lehetett.
Lefkowitz kutatócsoportjának következő nagy eredménye az 1980-as években született. Az újonnan csatlakozott Kobilka megtalálta az adrenalinreceptor génjét a humán genomban. A gént, illetve az általa kódolt receptorfehérje szerkezetét elemezve a kutatók rájöttek, hogy az adrenalinreceptorhoz nagyon hasonló receptor van a szemben is. Kiderült, hogy egy egész receptorcsalád létezik, amelynek tagjai hasonló szerkezetűek és hasonlóan működnek.
Ma ezeket G-protein-kapcsolt receptoroknak nevezik. Körülbelül ezer gén hozható kapcsolatba velük. Ilyen receptorok működnek például a fény, az ízek, a szagok érzékelésében, de ilyen receptorokhoz csatlakoznak olyan fontos szabályozó molekulák is, mint például a hisztamin és a dopamin. Lefkowitz és Kobilka kutatásai azóta is alapvető fontosságúak e receptorok működésének megértésében.
Robert J. Lefkowitz a Columbia Egye­temen és a Harvardon végezte egyetemi tanulmányait. A 69 éves kutató 1973 óta dolgozik a Duke Egyetemen, és 1976 óta a Howard Hughes Orvosi Intézet munkatársa.
Az 57 éves Brian K. Kobilka először a Minnesota, majd a Yale Egyetemen tanult. Doktoriját a Duke Egyetemen szerezte meg Lefkowitz irányítása alatt. Jelenleg a Stan­ford Egyetem kutatója.