Премию по медицине присудили за открытие рецепторов осязания

Нобелевский комитет назвал имена первых ученых, получивших в 2021 году главную научную награду мира. Нобелевскую премию по физиологии и медицине получат американские исследователи Дэвид Джулиус и Ардем Патапутян за изучение нервных импульсов и молекул-рецепторов человека, реагирующих на тепло, холод и прикосновения. Открытия лауреатов выявили «недостающие звенья в понимании взаимодействия между чувствами и окружающей средой», пояснили в Нобелевском комитете. Награду вручили за фундаментальные исследования, но они могут быть использованы в создании персонализированных лекарств, например обезболивающих, говорит российский ученый.

Способность ощущать тепло, холод и прикосновения необходима для выживания, говорится на сайте Нобелевского комитета. Американские ученые Дэвид Джулиус и Ардем Патапутян нашли ответ на вопрос, «как возбуждаются нервные импульсы, чтобы можно было почувствовать температуру и давление». Уроженец Нью-Йорка 65-летний Дэвид Джулиус в 1980-х годах изучал механизмы секреции пептидных гормонов дрожжей в Калифорнийском университете в Беркли, а с 1990 года перешел на работу в Калифорнийский университет в Сан-Франциско. Здесь профессор Джулиус изучал механизм активации нервных клеток химическими веществами, вызывающими болевые ощущения. При этом ученый использовал вещество капсаицин, содержащееся в перце чили и вызывающее жжение. Исследователи собрали библиотеку из миллионов фрагментов ДНК, которые могли реагировать на боль, тепло и прикосновения, говорится в пресс-релизе комитета. В итоге ученым удалось найти ген, чувствительный к капсаицину, открыв кодировавший его рецептор (назван TRPV1).

В Нобелевском комитете добавляют, что открытие профессора позволило понять, «как разные температуры могут вызывать электрические нервные сигналы».

Разделивший с Дэвидом Джулиусом награду 54-летний молекулярный биолог армянского происхождения Ардем Патапутян сделал свои открытия в научно-исследовательском институте Скриппса в Калифорнии, где он работает с 2000 года. Параллельно с профессором Джулиусом биолог исследовал механизмы активации нервных клеток и с помощью обычного ментола нашел рецептор, активируемый холодом (позднее назван TRPM8). Господин Патапутян также исследовал механизмы активации клеток при прикосновениях. «Ранее ученые обнаружили механические сенсоры у бактерий, но механизмы, лежащие в основе прикосновения у позвоночных, оставались неизвестными»,— поясняется на сайте Нобелевского комитета. Ардем Патапутян открыл так называемые пьезорецепторы или пьезоканалы — чувствительные к механическому давлению ионные каналы (разновидность транспортных белков; позднее названы Piezo1 и Piezo2). «Эти каналы регулируют физиологические процессы, включая артериальное давление, дыхание и контроль мочевого пузыря. Piezo2 дает нам осязание и способность чувствовать положение и движение частей нашего тела»,— говорится на сайте Нобелевского комитета.

Научный руководитель Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН Павел Балабан назвал решение Нобелевского комитета «не очень ожидаемым», пояснив: «Это редкий в последние годы случай, когда награду присудили за фундаментальное исследование». По его словам, у открытий нобелевских лауреатов пока «нет практического воплощения», поскольку, например, работы Ардема Патапутяна были закончены чуть более десяти лет назад. «Новый класс пьезорецепторов оказался уникальным в животном мире. Это один из основных рецепторов, определяющих физиологию. Описание механизма работы рецепторов открывает новые пути в практическом плане»,— рассуждает Павел Балабан.

По словам ученого, открытия могут использоваться для «борьбы с болевыми синдромами, которые не снимаются стандартными фармакологическими средствами», а также для разработки персонализированных лекарств.

Руководитель группы в Институте биоорганической химии РАН Антон Чугунов также сказал, что награда 2021 года присуждена за «классическую фундаментальную науку», но отметил, что открытия американских ученых в перспективе могут быть использованы для встраивания определенных генов в нейроны и «фактического перехватывания управления нервными клетками». «Это очень важно с точки зрения лечения неврологических заболеваний, которые пока не поддаются терапии»,— добавил господин Чугунов.

Вручение Нобелевской премии пройдет 10 декабря в Стокгольме: лауреаты разделят 10 млн шведских крон (около $1,1 млн). Напомним, что в 2020 году награда в области физиологии и медицины была присуждена американцам Харви Олтеру, Чарльзу Райсу и британцу Майклу Хоутону. Их работы помогли выявить вирус гепатита С.

Александр Воронов