2021 yılı Tıp veya Fizyoloji Nobel ödülünü Artem Patapoutian ve David Julius sıcaklık ve dokunma reseptörleri üzerine yaptıkları çalışma ile aldılar.
Her yıl ekim ayının ilk haftasında açıklanan Nobel ödülleri için İsveç Akademisi, İsveç Kraliyet Akademisi, Karolinska Enstitüsü'ndeki Nobel Meclisi ve Norveç Nobel Komitesi, yaptıkları oylamada 2021 yılının ilk ödülü olan Fizyoloji veya Tıp alanında verildi. Ödül sahiplerine, David Julius ve Ardem Patapoutian, sıcaklık ve dokunma reseptörlerini keşfettikleri için verildi.
Fizyoloji ve Tıp alanında bugüne kadar 111 Nobel ödülü toplamda 222 bilim insanına verildi. Ödülü kazananlar ödülünün yanında 10 milyon İsveç kronu para ödülü aldılar.
Çalışmanın temelini duyularımız oluşturmaktadır. Beşinci duyumuz olan dokunma-hissetme- üzerine yapılan bu çalışma sıcaklık ve basınç üzerinde yapılmıştır. Bu somatosensation'a dayanır. Somatosensation sistem kompleks bir duyu sistemidir. Termoreseptör, fotoreseptör, mekanoreseptör ve kemoreseptör olmak üzere bir dizi reseptörden oluşur. Somatosensation aslında bizim acı, sıcaklık ve dokunma gibi hissel olaylarımızın ilk başladığı nokta diyebiliriz . Proprioception ise nasıl bir hareket yaptığımızı algılama duyusudur. Altıncı hissimiz olarak nitelendirebiliriz ve net olarak kendi kendine hareket eden, vücut hareket pozisyonudur. Bu duyuların bilgileri sürekli derimizden beynimize sinir sistemi yardımı ile gönderilmektedir. Sinir sisteminde bu duyularımız için özelleşmiş reseptörler bulunmakta. Yani kısacası her sinir hücresi görevini yapmaktayken bu reseptörler oluşan hisse göre iletim yapmaktadır. Yapılan çalışmalar bu kanıya ulaşmaktadır. Yapılan çalışmalarda capsaicin (kapsaisin) maddesi kullanılmaktadır. Bu madde acı bibere acılığını vermektedir. Dilimizdeki capsaicin reseptörleri bu maddeden etkilenerek acı veya sıcaklık hissine sebep olur ve terlemeye yol açmaktadır. Aslında beyni kandırarak sıcaklığın arttırılma hissini vermektedir. Bu iki bilim insanı bu maddeyi algılayacak bir reseptör var mı yok mu? ve Bu reseptör için capsaisin'i algılamakla sorumlu bir gen bulunmakta mı? sorularına yanıt aradılar. Bunun için birbirinden farklı genleri tek tek kapatarak hangi gen sorularına yanıt oluyor onu aradılar. Capsaisin'e duyarlı olmayan genlere bir his nöronu RNA'sını verdiler. En sonunda bir tane genin sinir hücresinin zarında bulunan TRIPV1 adlı proteinin bir iyon kapısı olduğunu ve yüksek sıcaklığa tepki verdiğini gördüler. Normalde kapalı olan bu iyon kapısı sıcaklık 43 dereceyi geçtiği zaman açılıyor ardından bizim acıyı ve sıcaklığı hissetmemizi sağlıyor. TRIPV1 adlı protein TRIPV1 geni tarafından sentezlenmektedir. Ardem Patapoutian ise bu çalışmadan sonra soğuğa karşı olan reseptörleri merak etti. Bunun üzerine TRPM8 adlı proteini buldu. Bu protein de TRPM8 adlı gen tarafından sentezlenmektedir.
Bu çalışmaların ardından sıcaklık ile ilgili olan bir gizem çözüldü ve sırada dokunma, hissetme, basınç reseptörleri vardı. Ardem Patapoutian ve arkadaşları mekanik kuvvetlere hassas olan hücreleri araştırdılar. Bu hücrelere uygulanan basınç sonrası hücre içi basınç artmaktadır. Bunun için 72 adet aday gen buldular ve bu genlerden hangisinin bu reseptör ile sorumlu olduğunu anlamak için bütün genleri tek tek kapattılar. Toplamda 71 adet gen tek tek kapatıldı ve son iki genin bu reseptörden sorumlu olduğu sonucuna vardılar. İlk 71 adet genin kapatılmasına rağmen hücrenin basıncı hâlâ hareketi algıladığını gördüler. Sonuncu genin kapatılması üzerine hareketin algılanmadığı tespit ediyorlar ve istedikleri sonuca ulaşıyorlar. Bu genlere PIEZO1 ve PIEZO2 ismini veriyorlar.
Özetleyecek olursak kısacası bulunan iyon kanalları bir bilgisayar programı gibi belirli bir etkileşim sonucu tetiklenmektedir. Yani belirli bir sıcaklık ve belirli bir basınç sonucunda iyon kanalları açılmakta ve cevap oluşturulmaktadır. İşin bu kısmında devreye sinir sistemi girmektedir.
Ardem Patapoutian ve David Julius Kimdir?
Ardem Patapotian 1967 yılında Lübnan'ın Beyrut şehrinde doğdu. Gençliğinde, savaşın harap ettiği Beyrut'tan Los Angeles, ABD'ye taşındı ve burada doktora derecesini aldı. 1966 yılında Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü'nden San Franciscı'daki Kaliforniya Üniversitesi'ne doktora sonrası araştırmacı olarak geçti. 2000 yılından bu yana, şu anda Profesör olduğu Scripps Araştırma Enstitüsü'nde çalışmaktadır. 2014'ten beri Howard Hughes Tıp Enstitüsü Araştırmacısıdır.
David Julius, 1955 yılında ABD, New York'ta doğdu. 1984'te Berkeley'deki Kaliforniya Üniversitesi'nden mezun oldu ve New York'taki Kolumbiya Üniversitesi'nde doktora sonrası araştırmacı olarak çalıştı. David Julius, 1989 yılında şu anda Profesör olduğu Kaliforniya Üniversitesi, San Francisco'ya atandı.
Kaynak