Mecanismele moleculare ce controlează
ritmul circadian și criomicroscopia electronică pentru determinarea cu înaltă
rezoluție a structurii biomoleculelor în soluție sunt descoperirile biomedicale
premiate anul acesta cu Nobelul pentru fiziologie sau medicină, respectiv
pentru chimie. Seria premiilor Nobel pentru științe ale naturii este completată
de premiul pentru fizică, câștigat fără nicio emoție de trei fizicieni care au
contribuit decisiv la detecția și observarea undelor gravitaționale.
Au trecut doar
doi ani de când a fost comunicată detectarea undelor gravitaționale, însă
istoria celorlalte descoperiri premiate anul acesta este mult mai lungă.
Premiul Nobel pentru fiziologie sau medicină a fost câștigat de americanii
Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash și Michael W. Young pentru cercetări ale căror
prime rezultate au fost publicate în urmă cu 33 de ani. În decembrie 1984, un
colectiv condus de Hall și Rosbash, de la Universitatea Brandeis, publicau1
în Cell un interesant studiu prin care demonstrau cum mutații la nivelul
locusului per, pe cromozomul X, la Drosophila melanogaster (banala
musculiță de oțet), perturbă mai multe ritmuri biologice și cum anumite
subsegmente ale regiunii per, transduse în genomul muștelor aritmice,
refac ritmicitatea comportamentului locomotor circadian și cântecul de curtare
al masculului. Tot la finele lui 1984, dar de data aceasta în Nature,
Young și alți doi colegi de la Universitatea Rockefeller publicau2,
la secțiunea de scrisori către editor, un studiu privind refacerea
comportamentelor circadiene la Drosophila prin transfer de gene.
Cercetarea viza același locus per, de unde era prelevată o secvență ADN
de la o insectă ce prezenta comportamentul ritmic circadian și era introdusă în
genomul unei drosofile aritmice, efectul fiind acela de refacere a
comportamentului ritmic circadian. Primul studiu amintit a fost primit de Cellla 7 septembrie 1984, în vreme ce articolul semnat de Young și colab. a
ajuns la Nature la 5 octombrie 1984.
Premiul Nobel pentru chimie a fost câștigat
de europenii Jacques Dubochet, Joachim Frank și Richard Henderson tot pentru
cercetări desfășurate în anii ’80, de data aceasta în domeniul microscopiei
electronice. Elvețianul Jacques Dubochet, de la Universitatea din Lausanne, are
meritul de a fi reușit să adauge apa în microscopia electronică – apa se
evaporă la microscopia electronică, ceea ce face ca structura tridimensională a
biomoleculelor să se distrugă. Dubochet a reușit să vitrifice apa (prin răcire
rapidă, apa se solidifică în formă lichidă în jurul unei mostre biologice),
permițând astfel biomoleculelor să își păstreze forma originală chiar și în
vid; metoda a fost explicată într-un articol3 publicat în Journal
of Microscopy în 1981. Contribuțiile germanului Joachim Frank, de la
Universitatea Columbia din New York, au constat în dezvoltarea, între 1975 și
1986, a unei metode de procesare a imaginii prin care imaginile difuze de
microscopie electronică sunt analizate și puse laolaltă pentru a genera un
model tridimensional foarte bine conturat4–6. În fine, scoțianul
Richard Henderson, de la Cambridge, a reușit, în 1990, să genereze o imagine
tridimensională a unei proteine la rezoluție atomică; rezultatele au fost
publicate7 în Journal of Molecular Biology.
În urma descoperirilor celor trei europeni
și ale colaboratorilor acestora, s-a reușit optimizarea componentelor
microscopului electronic, iar rezoluția atomică a fost atinsă în 2013. În
prezent, structurile tridimensionale ale biomoleculelor pot fi realizate de
rutină. În ultimii ani, numeroase studii au prezentat diverse structuri, de la
proteine implicate în producerea rezistenței la antibiotice la proteinele de
suprafață ale virusului Zika. Premiul Nobel pentru chimie acordat anul acesta
vine la numai trei ani de premiul câștigat de Eric Betzig, Stefan W. Hell și
William E. Moerner pentru dezvoltarea microscopiei de super-rezoluție în
fluorescență. Iată cum metodele imagistice ultrastructurale continuă să aducă
descoperitorilor cea mai înaltă recunoaștere din lumea științei – să nu uităm
că și George Emil Palade a câștigat Nobelul pentru medicină pentru vizualizarea
în microscopie electronică a ribozomilor.
În ceea ce privește laureații Nobel pentru
medicină de anul acesta, lucrurile sunt la fel de clare. Ceasul biologic este
implicat în numeroase aspecte ale fiziologiei. Cunoaștem, în prezent, că toate
organismele multicelulare au mecanisme similare prin care controlează ritmul
circadian. O mare parte a genelor este controlată de ceasul biologic, astfel că
un ritm circadian bine calibrat joacă un rol foarte important în adaptarea
fiziologică la diversele faze ale zilei. Nu este deloc întâmplător faptul că
descoperirile celor trei americani și ale colaboratorilor acestora au dus la
dezvoltarea unui domeniu de cercetare foarte dinamic, cu implicații pentru
sănătatea umană.
Desigur, discuția în ce privește Nobelul
pentru medicină de anul acesta are și o latură politică. În vreme ce premiul
pentru fizică a avut nevoie doar de doi ani pentru a se materializa, de la
descoperirea propriu-zisă, în medicină lucrurile sunt un pic mai controversate.
Cea mai „fierbinte” descoperire rămâne sistemul de editare genomică CRISPR-Cas,
care și-a găsit deja numeroase aplicații cu succes în biologie, medicină și
agricultură. Comitetul Nobel de la Institutul Karolinska pare însă să aștepte
lămurirea tuturor aspectelor legale în privința descoperirilor din acest
domeniu – și numeroase procese sunt încă pe rol, între instituții academice de
top din SUA – înainte de a recunoaște meritele savanților implicați în aceste
descoperiri. Dificultatea de a decide câștigătorii dintre cei implicați în
editarea genomică vine și din faptul că nu mai puțin de șapte nume sunt
vehiculate cu șanse pentru la un astfel de premiu. Problema pentru CRISPR-Cas
rămâne, deci, nu „dacă”, ci „când”. Iar răspunsul e relativ simplu: curând. La
fel, o altă descoperire cu mari șanse la un Nobel pentru medicină este aceea
privind elucidarea mecanismelor hipoxiei, pentru care s-a și acordat Premiul
Lasker în 2016. Acolo mai rămân de aflat rezultatele studiilor clinice de fază
3, care să confirme că roxadustatul – probabil un viitor blockbuster
care va înlocui eritropoietina, având avantajul unei administrări orale, cu mai
puține riscuri și efecte secundare. Până la următoarele decizii ale Comitetului
Nobel, rămânem cu câștigătorii merituoși de anul acesta – ritmul circadian pare
să fie o descoperire mai puțin controversată decât autofagia, laureată în 2016.
