Tiede

Lääketieteen nobelin saivat solujen hapen havaitsemista selvittäneet tutkijat

William Kaeli, Gregg Semenza ja Peter Ratcliffe löysivät mekanismit, jotka heräävät toimeen, kun elimistöön syntyy hapen vajausta. Professori Panu Jaakkola oli päätekijänä yhdessä palkintoon johtaneessa tutkimuksessa.

Yhdysvaltalaiset William Kaelin ja Gregg Semenza sekä brittiläinen Peter Ratcliffe saavat lääketieteen tämän vuoden Nobelin palkinnon.

Kolmikko palkitaan keksinnöistään, jotka liittyvät siihen, miten solut havaitsevat hapen ja sopeutuvat sen muuttuvaan määrään.

He tunnistivat ne molekyyli­tason mekanismit, jotka säätävät geenien toimintaa, kun hapen saatavuus vaihtelee.

Tähtipölyä lankesi myös Suomeen. Husin syöpäkeskuksen tutkimusjohtaja, professori Panu Jaakkola oli päätekijänä yhdessä keskeisistä tutkimuksista, jotka toivat palkinnon Ratcliffelle.

”Olin töissä Oxfordissa Rat­cliffen laboratoriossa. Löydökset, jotka siellä tehtiin, perustuivat hyvin pitkälle minun löydöksiini. Päälöydös julkaistiin Sciencessa 2001”, Jaakkola sanoo.

Eläimet tarvitsevat happea muuntaakseen saamansa ravinnon käyttökelpoiseksi energiaksi. Hapen tärkeä rooli on tunnettu vuosisatoja. Tuntematonta sen sijaan on ollut se, miten solut sopeutuvat hapen määrän muutoksiin.

Elimistön solujen on tärkeä tietää happitasonsa. Jos niillä ei ole tarpeeksi happea, niiden pitää tunnistaa se ja reagoida siihen sekunneissa, jotta ne saisivat lisää happea, Jaakkola sanoo.

”Me tunnistimme molekyylitason mittarin sille, kuinka paljon soluissa on happea. Jos solu huomaa, ettei ole tarpeeksi happea, se alkaa aktivoida proteiineja, jotka parantavat happi­tasapainoa.”

Happea lisäävistä proteiineista tunnettu esimerkki on erytropoietiini eli epo. Dopingaineena tunnettu hormoni lisää happea kuljettavien punaisten veri­solujen tuotantoa.


Erytropoietiinin vaikutus tunnettiin jo sata vuotta sitten. Hapen osuutta kuviossa ei sen sijaan tunnettu.

Nobel-löydösten ansiosta on myös kehitetty uusia lääkkeitä anemian, syövän ja muiden sairauksien torjuntaan.

Evoluutio on kehittänyt eläimille erityisiä keinoja varmistaa solujen hapen saanti silloinkin, kun siitä on pulaa. Kaulan alueella lähellä suuria verisuonia on soluja, jotka ovat erikoistuneet aistimaan veren sisältämän hapen määrää.

Tämän tarkkailun tulokset välittyvät suoraan aivoihimme ja vaikuttavat hengityksen tiheyteen. Tämän osoittamisesta annettiin lääketieteen nobel Corneille Heymansille vuonna 1938.

Kaulassa sijaitsevan järjestelmän lisäksi elimistöllä on muitakin fysiologisia keinoja sopeutua happivajeeseen.

Yksi liittyy dopingaineenakin tunnetun epon eli erytropoietiinihormonin eritykseen. Hormoni lisää punaisten verisolujen tuotantoa hapen puutteessa.

Nobelisteista Semenza tutki epo-geeniä ja sitä, miten hapen vaihtuva määrä vaikuttaa sen toimintaan. Selvisi, että tietyt dna-jaksot epo-geenin lähellä välittävät solun reaktiota happi­vajeeseen.

Myös Ratcliffe tutki ryhmänsä kanssa epo-geeniä. Molemmat ryhmät osoittivat, että hapen aistimisen mekanismit toimivat kaikkialla elimistössä.

Semenza käytti viljeltyjä mu­nuaissoluja tutkiakseen yksityiskohtaisesti, miten mekanismi toimii. Hän löysi niin sanotun hif-1a-tekijän, joka aktivoituu happipitoisuuden laskiessa.

Kun happea on runsaasti, hif-1a:ta on soluissa hyvin vähän. Kun happea on vähän, tämän säätelytekijän määrä nousee. Se sitoutuu epo-geeniin ja säätää sen toimintaa.

Normaalioloissa hif-1a hajoaa nopeasti. Siihen kiinnittyy tietty molekyylimerkki, joka merkitsee sen hajotettavaksi.

Happivajeessa tämä hajotusmerkki ei teekään tehtäväänsä.

Miten sitten hajotusmerkki reagoi­ hapen määrään? Ratkaisun löysi syöpätutkija Kaelin, joka tutki perinnöllistä sairautta nimeltään von Hippel-Lindaun tauti eli vhl.

Osoittautui, että tautiin liittyvä geeni säätää reaktiota happivajeeseen. Vhl pystyy vuorovaikuttamaan hif-1a:n kanssa, ja sitä tarvitaan, jotta hif-1a hajotetaan normaalissa happitilanteessa.

Solun happipalapeli oli lähes valmis. Vielä piti selvittää, miten happi säätelee vhl:n ja hif-1a:n keskinäistä vuorovaikutusta. Vuonna 2001 Kaelinin ja Ratcliffen ryhmät pääsivät asian jäljille. Jaakkola osallistui tähän työhön.

Palkitun kolmikon ansiosta tiedämme paljon enemmän siitä, miten happi säätelee elimistön fysiologiaa.

Urheilijat käyttävät sitä hyväksi korkean paikan leireillä saadakseen elimistön tehtailemaan erytropoietiinia.


Solutason reaktiot happipitoisuuteen liittyvät moniin sairauksiin, esimerkiksi syöpään.

”Syöpä käyttää hyväkseen tätä mekanismia, tuottaa itselleen verisuonia ja pääsee kasvamaan isommaksi. Tätä vastaan on kehitetty useita lääkkeitäkin”, Jaakkola sanoo.

Myös anemiaan on kehitetty lääke, joka pohjautuu samoihin tutkimuksiin.

Nobelin lääketieteen palkinto on arvoltaan noin 830 000 euroa.

Ota kaikki irti Hesarista
HS Digillä saat kaikki Hesarin digisisällöt käyttöösi

Kommentit

Kommentit

    Ei vielä kommentteja. Kirjoita ensimmäinen.

    Ei vielä nimellä kirjoitettuja kommentteja. Kirjoita ensimmäinen.

    Näytä lisää
    Luetuimmat
    • Juuri nyt
    • Päivä
    • Viikko
    1. 1

      Ruotsalaiset myivät orjia Kungsgatanin ja Östra Strandgatanin kulmassa – Gustavia oli Ruotsin yritys päästä siirtomaa­vallaksi, ja oli siellä mukana suomalaisiakin

      Tilaajille
    2. 2

      Kuvia Suomesta: Ihminen löytää toisen pikkukaupungin yössä

      Tilaajille
    3. 3

      Suomi otti pakolaisina vastaan kolme sieppauksesta syytettyä paraguaylaista vasemmistoaktivistia

    4. 4

      Omakotitalolle ei löydy ostajaa edes Järvenpäässä – Kari Sirola kertoo, miten vanhaa taloa voi pitää kunnossa halvalla

      Tilaajille
    5. 5

      Brittiparlamentin jarrutus pakotti Boris Johnsonin anomaan EU:lta brexit-lykkäystä – EU:n Tusk twiittasi lykkäys­pyynnön saapuneen, Johnson lähetti kaksi eri kirjettä

    6. 6

      Väkivalta ja turhautuminen kasvavat Barcelonan öisillä kaduilla: ”Mikään tässä ei ole normaalia”

    7. 7

      Pirkka-Pekka Petelius lakkasi olemasta hauska ja hakeutui eduskuntaan niin synkistä syistä, että niistä on tuskaista puhua

      Tilaajille
    8. 8

      Rakennusliitto: Osa ulkomaalaisista rakennustyöläisistä saa viiden euron tuntipalkkaa

    9. 9

      Voiko pitkä mies ikinä ymmärtää naista?

    10. 10

      Korkeushypyn entinen maailmanmestari Patrik Sjöberg alkoholisoitui ja muutti mökkiin metsän keskelle

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Yhä useampi suomalainen asuu täydellisessä eristyksessä – Muoniolainen kalastaja Jopi Saari on asunut vuosi­kymmeniä syrjässä ilman puolisoa tai ystäviä, ensi vuodelle hänellä on yksi toive

      Tilaajille
    2. 2

      Korkeushypyn entinen maailmanmestari Patrik Sjöberg alkoholisoitui ja muutti mökkiin metsän keskelle

    3. 3

      Brittiparlamentin jarrutus pakotti Boris Johnsonin anomaan EU:lta brexit-lykkäystä – EU:n Tusk twiittasi lykkäys­pyynnön saapuneen, Johnson lähetti kaksi eri kirjettä

    4. 4

      Eksyykö kävijä Triplaan? Arkkitehti ilahtui ja pettyi uudesta kauppakeskuksesta

    5. 5

      Kaupasta voi löytää vaatteita, jotka kestävät jopa eliniän – Näin tunnistat pitkä­ikäisen vaatteen ja vältät virheet, jotka kuluttavat sitä

      Tilaajille
    6. 6

      Uusi bisnes rantautuu Tallinnasta Suomeen – ”Jokainen nuori virolais­yrittäjä haluaa Helsinkiin”

    7. 7

      Poliisi otti yhteen Turkki-mielenosoittajien kanssa Helsingin keskustassa ja käytti etälamautinta

    8. 8

      Johanna Huhtamäki, 38, kuuli oudon äänen, eikä tiennyt sen kielivän kuolemasta – Nyt hän toteuttaa unelmiaan, sillä pian saattaa olla liian myöhäistä

      Tilaajille
    9. 9

      Unicafen päätös luopua naudanlihasta on huono

    10. 10

      Aivojamme kuormittavat lukemattomat turhat asiat, sanoo neuropsykologi Nina Uusitalo ja kertoo keinon, jonka avulla hän oppi keskittymään olennaiseen

      Tilaajille
    11. Näytä lisää
    1. 1

      Kaikki Triplasta: HS:n erikoisartikkeli näyttää, miten uudessa Pasilassa liikutaan

    2. 2

      Johanna Huhtamäki, 38, kuuli oudon äänen, eikä tiennyt sen kielivän kuolemasta – Nyt hän toteuttaa unelmiaan, sillä pian saattaa olla liian myöhäistä

      Tilaajille
    3. 3

      Näyttelijä Minna Kivelä kertoo, millaista on asua Suomen suurimmassa taloyhtiössä yli tuhannen naapurin kanssa

      Tilaajille
    4. 4

      Demokraattien Nancy Pelosi kertoi syistä, miksi Trump sai ”hermoromahduksen” Syyria-kokouksessa

    5. 5

      ”Olen 31, enkä ole seurustellut kertaakaan” – Lyhyet miehet kertovat, millaista on elää maailmassa, jossa pituutta pidetään miehen mittana

      Tilaajille
    6. 6

      Keväällä Fazerin asmr-mainos sai monet raivon partaalle, ja nyt myös Mainonnan eettinen neuvosto otti siihen kantaa

    7. 7

      Kotona tehtävä tikkutesti on paljastanut jo monia oireettomia suolistosyöpiä

    8. 8

      Kim huijasi itselleen halutun kaupungin vuokra-asunnon läheltä Helsingin keskustaa – Rikosoikeuden professori: ”Moraalitonta tällainen kepulointi ainakin on”

      Tilaajille
    9. 9

      Yrittäjät pakenivat uudesta kauppa­keskuksesta Espoossa, Juha Kumaran liikkeessä kävi päivässä alle kymmenen asiakasta: ”Ihan floppi”

    10. 10

      Junasta noussut muukalainen ojensi Tiia Maria Saarelle yhtäkkiä rakkaudentäyteisen kirjeen: ”Kyllähän minulla kyyneleet tulivat silmiin”

    11. Näytä lisää