Kémiai Nobel-díj 2003: sejtmembrán-csatornák

A 2003. év kémiai Nobel-díját megosztva két amerikai kutató, Peter Agre és Roderick MacKinnon kapta, a sejtek membránjában (határoló hártyájában) lévő csatornák felfedezéséért, illetve szerkezetük és működésük leírásáért.

Az emberi szervezet tömegének 70%-a gyakorlatilag sós víznek tekinthető. A 2003-as kémiai Nobel-díj elnyerőinek munkássága tisztázta végérvényesen, hogyan szállítódnak a sók (ionok) és a víz a sejtek határoló hártyáján, a sejtmembránon keresztül a sejt és környezete között.

Peter Agre (Johns Hopkins University School of Medicine, Baltimore, USA) a víz mozgását lehetővé tévő sejtmembrán-csatornák felfedezéséért részesült a tudományos világ legnagyobb elismerésében. Roderick MacKinnon (Howard Hughes Medical Institute, The Rockefeller University, New York, USA) az ioncsatornák szerkezeti és mechanikai tulajdonságainak tanulmányozásáért kapta a díjat.

E felfedezések alapvető fontosságúak számos élettani folyamat molekuláris hátterének megértése szempontjából: például hogyan nyerik vissza a vesék a vizet az elsődleges szűrletből, vagy hogyan keletkeznek és továbbítódnak az idegsejtek impulzusai. A két kutató eredményei ugyancsak igen fontosnak bizonyultak számos vese-, szív, izom- és idegrendszeri betegség okainak feltárása során.

Vízcsatornák

Már a 19. század közepén feltételezték, hogy a sejtek membránjaiban léteznie kell olyan csatornáknak, amelyek a víz mozgását lehetővé teszik a sejt és környezete között. 1988-ig kellett azonban várni arra, hogy Peter Agre (54, USA) elkülönítse azt a membránfehérjét, amely az elemzések során a régóta keresett vízcsatornának bizonyult.

A felfedezés egy sor biokémiai, genetikai és élettani kutatás előtt nyitotta meg az utat, a baktériumoktól az emlősökig. Napjainkban a kutatók pontosan követhetik a vízmolekulák mozgását a sejt és környezete között.

Ioncsatornák

Roderick MacKinnon (47, USA) ámulatba ejtette a tudományos közösséget, amikor 1998-ban sikerült meghatároznia egy káliumcsatorna térbeli szerkezetét. A felfedezésnek köszönhetően napjainkban nyomon követhetjük, hogyan áramlanak az ionok a csatornán keresztül, amelyet különféle sejtszignálok nyitnak és zárnak. Az ioncsatornák számos egyéb dolog mellett alapvető fontosságúak az izom- és idegsejtek működésében. Segítségükkel alakul ki az idegsejtek működését lehetővé tévő ún. akciós potenciál, amely az ionok ki- és beáramlása miatt kialakuló elektromos impulzus.