Пол Грингард 2000

Г. удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине за открытие механизма действия дофамина и ряда других медиаторов при синаптической передаче.
Действуя на рецептор клеточной мембраны, медиатор запускает реакции фосфорилирования особых «ключевых» белков. Измененные белки, в свою очередь, формируют в мембране ионные каналы, по которым и передаются сигналы. Различные ионные каналы клетки определяют ее ответы на воздействия.
В конце 60-х годов уже было известно, что дофамин, норадреналин и серотонин являются нейромедиаторами, однако механизм их действия оставался неясным. К началу 70-х годов выяснили, что дофамин, норадреналин и серотонин – медиаторы в центральной нервной системе, оказывающие необычное воздействие на клетки-мишени. В отличие от быстрых, наступающих за миллисекунды, эффектов классических аминокислотных медиаторов и ацетилхолина, действие катехоламинов нередко развивается за сотни миллисекунд или секунды и может длиться даже часами. Такой способ передачи сигналов между нейронами назвали «медленной синаптической передачей».
В 1979 г. Джон Эклс в соавторстве с двумя канадскими биохимиками, супругами Мак-Гир, опубликовал статью, в которой предложил называть эффекты классических быстрых медиаторов ионотропными, имея в виду, что они воздействуют на ионные каналы в синаптической мембране, а медленные эффекты – метаботропными, предполагая, что они требуют вовлечения метаболических процессов внутри постсинаптического нейрона. Как писали эти авторы в 1978 г., полная история катехоламинов не может быть рассказана, потому что наиболее важные открытия – расшифровка их эффектов на постсинаптические клетки – еще не сделаны.
Завесу неизвестности над этим вопросом приоткрыл Г. Он показал, что медленная синаптическая передача через метаботропные рецепторы вызывает внутри нервных клеток химическую реакцию, фосфорилирование, т.е. присоединение к белкам фосфатных групп с последующим изменением формы и функции этих белков. Г. с сотрудниками обнаружили, что связывание дофамина с рецепторами на клеточной мембране повышает в клетке содержание «вторичного посредника» – циклического аденозинмонофосфата (цАМФ). Это активирует фермент протеинкиназу А, которая способна фосфорилировать многие белки в нервной клетке. Среди фосфорилируемых белков находятся, в частности, мембранные белки различных ионных каналов, которые контролируют возбудимость нервной клетки и обеспечивают генерацию и передачу нервных импульсов нейроном. Поэтому дофамин и другие медиаторы, действующие через метаботропные рецепторы, способны модулировать посредством этого механизма возбудимость нервных клеток и их реакции на медиаторы, действующие через ионотропные рецепторы.
Г. установил, что стимуляция дофамином рецепторов клеточной мембраны является причиной поступления второго медиатора – цАМФ – в клетку. Она активирует протеинкиназу А, которая способна присоединять фосфатные молекулы к другим белкам в нейроне. Он установил, что процесс медленной синаптической передачи связан с химической реакцией фосфорилирования белка. Сначала нейромедиатор воздействует на рецептор, расположенный на поверхности клетки, что является пусковым механизмом каскада реакций, в результате которых «ключевые белки» регулируют различные функции нейрона. За счет присоединения фосфатной группы (фосфорилирование) или удаления ее (дефосфорилирование) изменяются форма и функции белка. Благодаря этим механизмам действия нейромедиаторы могут передавать сигнал от одного нейрона к другому. Открытие Г. помогло глубже понять механизм действия многих лекарственных препаратов, влияющих на фосфорилирование белков в нейронах.
Впоследствии Г. показал, что в клетках мозга протекают еще более сложные процессы. Медиаторы, подобные дофамину, действующие через метаботропные рецепторы, могут вызывать не только фосфорилирование, но и дефосфорилирование белков. При этом многие из их сложных эффектов внутри клетки опосредуются воздействием на регуляторный белок DARPP-32, который в свою очередь влияет на функции многих других белков в клетке. Эти работы Г. позволили также понять эффекты некоторых антипсихотропных препаратов, которые, как оказалось, специфически влияют на фосфорилирование белков в различных нервных клетках.
Таким образом, исследования Г. раскрыли окно в новый мир внутриклеточных эффектов медиаторов, осуществляющих медленную синаптическую передачу. Они продемонстрировали, что, помимо классических эффектов, реализующихся через ионотропные рецепторы и непосредственное изменение электрических мембранных потенциалов, многие нейромедиаторы (катехоламины, серотонин и некоторые нейропептиды) оказывают влияние и на биохимические процессы в цитоплазме нейронов. Именно этими метаботропными эффектами и обусловлено необычно медленное действие таких медиаторов и их длительное, модулирующее влияние на функции нервных клеток. Поэтому такие нейромедиаторы часто вовлечены не в передачу быстрых сигналов для восприятия, движения, речи, а в оркестровку сложных состояний нервной системы – эмоций, настроений, мотиваций. Иллюстрацией этому тезису может служить недавняя статья Г. и его сотрудников в «Science», показывающая, что дофамин и DARPP-52 участвуют в регуляции полового поведения у крыс.
Синаптическая передача особенно важна для речи, движения и сенсорного восприятия. Работа Г. позволила лучше понять механизм действия многих известных лекарств и разработать новые. Узнав о присуждении ему Нобелевской премии, Г. пошутил: «Мы работали столько лет безо всякой конкуренции, потому что нас считали не совсем нормальными». Но зато вполне серьезно он передал свою часть премии в университетский фонд для поощрения женщин, работающих в биомедицине.
Купить металлоискатели fisher formed.ru/catalog/defibrillyator/.
Список лауреатов
2016 – Ёсинори Осуми
2015 – Уильям Кэмпбелл | Сатоши Омура | Юю Ту
2014 – Джон О'Киф | Мэй-Бритт Мозер | Эдвард Мозер
2013 – Джеймс Ротман | Рэнди Шекман | Томас Зюдхоф
2012 – Синъя Яманака | Джон Гёрдон
2011 – Жюль Хоффман | Брюс Бойтлер | Ральф Стейнмен
2010 – Роберт Эдвардс
2009 – Элизабет Блэкбёрн | Кэрол Грейдер | Джек Шостак
2008 – Харальд цур Хаузен | Франсуаза Барре-Синусси | Люк Монтанье
2007 – Марио Капеччи | Мартин Эванс | Оливер Смитис
2006 – Эндрю Файер | Крейг Мелло
2005 – Барри Маршалл | Робин Уоррен
2004 – Ричард Эксел | Линда Бак
2003 – Пол Лотербур | Питер Мэнсфилд
2002 – Сидней Бреннер | Роберт Хорвиц | Джон Салстон
2001 – Леланд Хартвелл | Тимоти Хант | Пол Нерс
2000 – Арвид Карлссон | Пол Грингард | Эрик Кандел
1999 – Гюнтер Блобель
1998 – Роберт Ферчготт | Луис Игнарро | Ферид Мурад
1997 – Стенли Прузинер
1996 – Питер Доэрти | Рольф Цинкернагель
1995 – Эдвард Льюис | Кристиана Нюсляйн-Фольхард | Эрик Вишаус
1994 – Алфред Гилмэн | Мартин Родбелл
1993 – Ричард Робертс | Филлип Шарп
1992 – Эдмонд Фишер | Эдвин Кребс
1991 – Эрвин Неэр | Берт Сакманн
1990 – Джозеф Мюррей | Эдуард Томас
1989 – Джон Бишоп | Харолд Вармус
1988 – Джеймс Блэк | Гертруда Элайон | Джордж Хитчингс
1987 – Судзуми Тонегава
1986 – Стенли Коэн | Рита Леви-Монтальчини
1985 – Майкл Браун | Джозеф Голдштейн
1984 – Нильс Йерне | Георг Кёлер | Сезар Мильштейн
1983 – Барбара Мак-Клинток
1982 – Суне Бергстрём | Бенгт Самуэльсон | Джон Вейн
1981 – Роджер Сперри | Дэвид Хьюбел | Торстен Визел
1980 – Барух Бенасерраф | Жан Доссе | Джордж Снелл
1979 – Аллан Кормак | Годфри Хаунсфилд
1978 – Вернер Арбер | Дениэл Натанс | Хемилтон Смит
1977 – Роже Гиймен | Эндрю Шалли | Розалин Ялоу
1976 – Барух Бламберг | Карлтон Гайдузек
1975 – Дэвид Балтимор | Ренато Дульбекко | Хоуард Темин
1974 – Альбер Клод | Кристиан Де Дюв | Джордж Паладе
1973 – Карл Фриш | Конрад Лоренц | Николаас Тинберген
1972 – Джералд Эделмен | Родни Портер
1971 – Эрл Сазерленд
1970 – Бернард Кац | Ульф Эйлер | Джулиус Аксельрод
1969 – Макс Дельбрюк | Алфред Херши | Сальвадор Лурия
1968 – Роберт Холли | Хар Корана | Маршалл Ниренберг
1967 – Рагнар Гранит | Холден Хартлайн | Джордж Уолд
1966 – Пейтон Роус | Чарлз Хаггинс
1965 – Франсуа Жакоб | Андре Львов | Жак Моно
1964 – Конрад Блох | Феодор Линен
1963 – Джон Эклс | Алан Ходжкин | Эндрю Хаксли
1962 – Фрэнсис Крик | Джеймс Уотсон | Морис Уилкинс
1961 – Дьёрдь Бекеши
1960 – Фрэнк Бёрнет | Питер Медавар
1959 – Северо Очоа | Артур Корнберг
1958 – Джордж Бидл | Эдуард Тэйтум | Джошуа Ледерберг
1957 – Даниеле Бове
1956 – Андре Курнан | Вернер Форсман | Дикинсон Ричардс
1955 – Хуго Теорелль
1954 – Джон Эндерс | Томас Уэллер | Фредерик Роббинс
1953 – Ханс Кребс | Фриц Липман
1952 – Зельман Ваксман
1951 – Макс Тейлер
1950 – Эдуард Кендалл | Тадеуш Рейхштейн | Филип Хенч
1949 – Вальтер Гесс | Эгаш Муниш
1948 – Пауль Мюллер
1947 – Карл Кори | Герти Кори | Бернардо Усай
1946 – Герман Мёллер
1945 – Александер Флеминг | Эрнст Чейн | Ховард Флори
1944 – Джозеф Эрлангер | Герберт Гассер
1943 – Хенрик Дам | Эдуард Дойзи
1939 – Герхард Домагк
1938 – Корней Хейманс
1937 – Альберт Сент-Дьёрди
1936 – Генри Дейл | Отто Лёви
1935 – Ханс Шпеман
1934 – Джордж Уипл | Джордж Майнот | Уильям Мёрфи
1933 – Томас Морган
1932 – Чарлз Шеррингтон | Эдгар Эдриан
1931 – Отто Варбург
1930 – Карл Ландштейнер
1929 – Христиан Эйкман | Фредерик Хопкинс
1928 – Шарль Николь
1927 – Юлиус Вагнер-Яурегг
1926 – Йоханнес Фибигер
1924 – Виллем Эйнтховен
1923 – Фредерик Бантинг | Джон Маклеод
1922 – Арчибалд Хилл | Отто Мейергоф
1920 – Август Крог
1919 – Жюль Борде
1914 – Роберт Барани
1913 – Шарль Рише
1912 – Алексис Каррель
1911 – Альвар Гульстранд
1910 – Альбрехт Коссель
1909 – Эмиль Кохер
1908 – Илья Мечников | Пауль Эрлих
1907 – Альфонс Лаверан
1906 – Камилло Гольджи | Сантьяго Рамон-и-Кахаль
1905 – Роберт Кох
1904 – Иван Павлов
1903 – Нильс Финзен
1902 – Рональд Росс
1901 – Эмиль Беринг
2015 – Уильям Кэмпбелл | Сатоши Омура | Юю Ту
2014 – Джон О'Киф | Мэй-Бритт Мозер | Эдвард Мозер
2013 – Джеймс Ротман | Рэнди Шекман | Томас Зюдхоф
2012 – Синъя Яманака | Джон Гёрдон
2011 – Жюль Хоффман | Брюс Бойтлер | Ральф Стейнмен
2010 – Роберт Эдвардс
2009 – Элизабет Блэкбёрн | Кэрол Грейдер | Джек Шостак
2008 – Харальд цур Хаузен | Франсуаза Барре-Синусси | Люк Монтанье
2007 – Марио Капеччи | Мартин Эванс | Оливер Смитис
2006 – Эндрю Файер | Крейг Мелло
2005 – Барри Маршалл | Робин Уоррен
2004 – Ричард Эксел | Линда Бак
2003 – Пол Лотербур | Питер Мэнсфилд
2002 – Сидней Бреннер | Роберт Хорвиц | Джон Салстон
2001 – Леланд Хартвелл | Тимоти Хант | Пол Нерс
2000 – Арвид Карлссон | Пол Грингард | Эрик Кандел
1999 – Гюнтер Блобель
1998 – Роберт Ферчготт | Луис Игнарро | Ферид Мурад
1997 – Стенли Прузинер
1996 – Питер Доэрти | Рольф Цинкернагель
1995 – Эдвард Льюис | Кристиана Нюсляйн-Фольхард | Эрик Вишаус
1994 – Алфред Гилмэн | Мартин Родбелл
1993 – Ричард Робертс | Филлип Шарп
1992 – Эдмонд Фишер | Эдвин Кребс
1991 – Эрвин Неэр | Берт Сакманн
1990 – Джозеф Мюррей | Эдуард Томас
1989 – Джон Бишоп | Харолд Вармус
1988 – Джеймс Блэк | Гертруда Элайон | Джордж Хитчингс
1987 – Судзуми Тонегава
1986 – Стенли Коэн | Рита Леви-Монтальчини
1985 – Майкл Браун | Джозеф Голдштейн
1984 – Нильс Йерне | Георг Кёлер | Сезар Мильштейн
1983 – Барбара Мак-Клинток
1982 – Суне Бергстрём | Бенгт Самуэльсон | Джон Вейн
1981 – Роджер Сперри | Дэвид Хьюбел | Торстен Визел
1980 – Барух Бенасерраф | Жан Доссе | Джордж Снелл
1979 – Аллан Кормак | Годфри Хаунсфилд
1978 – Вернер Арбер | Дениэл Натанс | Хемилтон Смит
1977 – Роже Гиймен | Эндрю Шалли | Розалин Ялоу
1976 – Барух Бламберг | Карлтон Гайдузек
1975 – Дэвид Балтимор | Ренато Дульбекко | Хоуард Темин
1974 – Альбер Клод | Кристиан Де Дюв | Джордж Паладе
1973 – Карл Фриш | Конрад Лоренц | Николаас Тинберген
1972 – Джералд Эделмен | Родни Портер
1971 – Эрл Сазерленд
1970 – Бернард Кац | Ульф Эйлер | Джулиус Аксельрод
1969 – Макс Дельбрюк | Алфред Херши | Сальвадор Лурия
1968 – Роберт Холли | Хар Корана | Маршалл Ниренберг
1967 – Рагнар Гранит | Холден Хартлайн | Джордж Уолд
1966 – Пейтон Роус | Чарлз Хаггинс
1965 – Франсуа Жакоб | Андре Львов | Жак Моно
1964 – Конрад Блох | Феодор Линен
1963 – Джон Эклс | Алан Ходжкин | Эндрю Хаксли
1962 – Фрэнсис Крик | Джеймс Уотсон | Морис Уилкинс
1961 – Дьёрдь Бекеши
1960 – Фрэнк Бёрнет | Питер Медавар
1959 – Северо Очоа | Артур Корнберг
1958 – Джордж Бидл | Эдуард Тэйтум | Джошуа Ледерберг
1957 – Даниеле Бове
1956 – Андре Курнан | Вернер Форсман | Дикинсон Ричардс
1955 – Хуго Теорелль
1954 – Джон Эндерс | Томас Уэллер | Фредерик Роббинс
1953 – Ханс Кребс | Фриц Липман
1952 – Зельман Ваксман
1951 – Макс Тейлер
1950 – Эдуард Кендалл | Тадеуш Рейхштейн | Филип Хенч
1949 – Вальтер Гесс | Эгаш Муниш
1948 – Пауль Мюллер
1947 – Карл Кори | Герти Кори | Бернардо Усай
1946 – Герман Мёллер
1945 – Александер Флеминг | Эрнст Чейн | Ховард Флори
1944 – Джозеф Эрлангер | Герберт Гассер
1943 – Хенрик Дам | Эдуард Дойзи
1939 – Герхард Домагк
1938 – Корней Хейманс
1937 – Альберт Сент-Дьёрди
1936 – Генри Дейл | Отто Лёви
1935 – Ханс Шпеман
1934 – Джордж Уипл | Джордж Майнот | Уильям Мёрфи
1933 – Томас Морган
1932 – Чарлз Шеррингтон | Эдгар Эдриан
1931 – Отто Варбург
1930 – Карл Ландштейнер
1929 – Христиан Эйкман | Фредерик Хопкинс
1928 – Шарль Николь
1927 – Юлиус Вагнер-Яурегг
1926 – Йоханнес Фибигер
1924 – Виллем Эйнтховен
1923 – Фредерик Бантинг | Джон Маклеод
1922 – Арчибалд Хилл | Отто Мейергоф
1920 – Август Крог
1919 – Жюль Борде
1914 – Роберт Барани
1913 – Шарль Рише
1912 – Алексис Каррель
1911 – Альвар Гульстранд
1910 – Альбрехт Коссель
1909 – Эмиль Кохер
1908 – Илья Мечников | Пауль Эрлих
1907 – Альфонс Лаверан
1906 – Камилло Гольджи | Сантьяго Рамон-и-Кахаль
1905 – Роберт Кох
1904 – Иван Павлов
1903 – Нильс Финзен
1902 – Рональд Росс
1901 – Эмиль Беринг