Bizia eta oinarrizko zientzia Nobel sarietan

Begi bistan dago biziak eta bizidunek jakin-min handia sortzen dutela. Eta, besteak beste, jakin-min hori Nobel sarietan islatzen da urtero-urtero. Aurtengo edizioa ez da salbuespena izango; zientziako hiru sarietatik bik dute fisiologiarekin zerikusia.

G. Roa

Alde batetik, Medikuntzako edo Fisiologiako Nobel sariaren bitartez, usaimenaren funtzionamendua ikertu zutenen lana omendu nahi izan dute. Lan horretan, sudurraren eta garunaren arteko komunikazioa aztertu dute, eta horrek esan nahi du ikertzaileek oso sistema ezberdinen arteko koordinazioa aztertu behar izan dutela. Sudurreko sistema errezeptoreen funtzionamenduan dago oinarrituta, proteinetan, azken batean. Hau da, molekulen ikerketa da. Aitzitik, garunaren sistema ulertzeko, organo osoaren antolamendua aztertu behar izan dute, usainak oroimenean nola finkatzen ditugun jakiteko.

Beste alde batetik, Kimikako Nobelaren bitartez, esparru zabaleko ikerketa bat sarituko dute. Ikerketa horretan, proteinen degradazio kontrolatua nola gertatzen den argitu zuten. Eta ikerketa zabala da zelula barruko proteina guztiak degradatzen baitira prozesu horren bitartez.

Zelularen beharrak asetzeko proteina batzuk behar dira; ez edozein proteina, baizik eta proteina jakin bat kasu bakoitzean. Zelularen behar hori aseta dagoenean, proteinak sobran geratzen dira, eta eliminatu egin behar dira, baina, orduan ere, sobran dauden horiek bakarrik. Eliminatze selektibo hori oso prozesu garrantzitsua da zelularen barruan, proteinak ez badira behar bezala eliminatzen, lanean jarraitzen baitute behar ez direnean ere. Horregatik, Nobel Fundazioak saritu egin nahi ditu hori guztia ikertu zutenak.

Baina aurtengo Nobel sariek ez dute biziaren ingurukoa bakarrik sarituko. Fisikaren esparruan, zientziaren oinarrizko ikerketa ekarri dute gogora. Agian ez du zentzurik galdetzeak zertarako balio duen ikerketa horrek. Ikerketa guztiek ez dute aplikazio zuzena. Zertarako dira, orduan? Jakiteko; besterik gabe. Eta ez da gutxi. Aplikazioen zaleak lasaitzeko, esan daiteke agian hemendik berrogeita hamar urtera bilatuko diotela erabileraren bat edo beste. Baina horrelakorik gertatzen ez bada ere, merezi du saritzea. Jakitea beti da onuragarria.

Hain zuzen ere, aurtengo Fisikako Nobel saria jasoko dutenek indar nuklear bortitza ikuspuntu teorikotik aztertu zuten. Indar horrek quarketan du eragin handiena, hau da, materiaren oinarrizko partikuletan. Zertarako balio du hori ikertzeak? Bada, besterik gabe, Nobel saria jasotzeko.

Kimikako Nobel saria: proteinen degradazioa

Proteinen degradazio kontrolatuan ubikitinaren zikloa ikertzeagatik

Aaron Ciechanover
Israeldarra. 1947an jaio zen, Haifan. Israelen lortu zuen doktoretza, baina Estatu Batuetan ere egin du ikerketa, MITen. Gaur egun irakaslea eta ikertzailea da Israelgo Technion Institutuan.

Zelula etengabe ari da proteinak sintetizatzen eta ezabatzen, eta bi prozesu horiek abiadura handian gertatzen dira. Oso prozesu kontrolatuak dira: beharrezkoak diren proteinak bakarrik sintetizatzen ditu zelulak, eta behar ez dituenak bakarrik ezabatzen ditu. Proteinen sintesiak arreta handia sortu zuen biokimikariengan hasiera-hasieratik, baina proteinen ezabatzea, aldiz, ez zuten askok ikertu. Hain zuzen ere, ezabatzea nola gertatzen den argitu zutenei emango diete aurtengo Kimikako Nobel saria.

Proteinen ezabatzea molekula baten ziklo baten bitartez gertatzen da. Molekula hori ere proteina bat da, tamainaz txikia eta beste edozein proteinari itsas dakiokeena: ubikitina. Eta huraxe da zelulak erabiltzen duen trikimailua ezabatu beharreko proteinak markatzeko: ubikitina itsatsita duen edozein proteina txikituko du zelulak.

Ubikitinaren egitura.

Horretarako, proteosoma izeneko egitura batean sartzen du markatutako proteina. Beste proteina askoz osatutako egitura da proteosoma, eta haren barruan bi prozesu gertatzen dira: alde batetik, markatutako proteina txikitu egiten du zelulak, eta, bestetik, itsatsitako ubikitina berreskuratu egiten du. Berriz ere markatzaile moduan erabiltzeko berreskuratzen du zelulak ubikitina. Horrela, itxi egiten da zikloa.

Ziklo horren funtzionamendua funtsezkoa da zelularentzat. Kontuan hartu behar da proteina degradatuta aminoazidoak lortzen dituela, eta beste prozesu batzuetan erabil ditzakeela aminoazido horiek. Beraz, aminoazidoak ere birziklatzen ditu zelulak.

Azken batean, zikloz osatutako katea da zelularen funtzionamendua. Adibidez, proteinak sortze eta ezabatze horiek huts egiten badute, oreka apurtu egin daiteke, eta gaixotasun larriak ager daitezke. Kasu batzuetan, minbizia ere sortu da ubikitinaren zikloan arazoak izateagatik.

Fisikako Nobel saria: quark-en mundua gertuago

Indar nuklear bortitzaren askatasun asintotikoaren teoria proposatzeagatik

David J. Gross
Estatubatuarra. 1941ean Washingtonen jaioa. Doktoretza Kaliforniako Unibertsitatean egin zuen, eta gaur egun unibertsitate hartan bertan ari da lanean, Fisika Teorikoaren Kavli Institutuko zuzendari.

Ez da edozein txikikeria hiru ikertzaileek egindako lana. Epaimahaikideek adierazi dutenez, oinarrizkoa izan da naturako indarrik garrantzitsuenetako bat ulertzeko: indar nuklear bortitza. Indar horrek mantentzen ditu quark-ak partikula subatomikoetan bateratuta eta ez zegoen argi zergatik ez duten aldentzeko joera.

Materiaren oinarrizko partikulak dira quark-ak; naturako edozein objektu haiez osatuta dago, baita nukleo barruko protoiak ere. Hain ugariak izanik ere, zaila gertatzen zen quark-en arteko elkarrekintza ulertzea. 1970eko hamarkadan David Gross, David Politzer eta Frank Wilczek azalpen teorikoa eman zioten arazo horri: quark-ak espazio ñimiñoetan itxita geratzen dira, lotzen dituen indarrak ez dielako urruntzen uzten.

CERN

Hiru ikertzaileen kalkulu matematikoen arabera, quark-en arteko distantzia handitu ahala, haien arteko elkarrekintza ere nabarmendu egiten da. Hasiera batean kontraesana zirudien, espero izatekoa baitzen distantzia txikietan elkarrekintza errazago emango zela, baina saritutako ikertzaileek aurkakoa gertatzen zela adierazi zuten: zenbat eta gehiago gerturatu, askeagoak direla quark-ak. Beraz, oso gertu dauden kasuetan elkarrekintza ia antzeman ezina da, aske balira bezala jokatzen dute.

Horregatik, 'askatasun asintotikoa' deitu zioten fenomenoari, eta oso aurrerapauso garrantzitsua izan da fisikaren proiekturik zaharrenarentzat: naturako indar-mota guztiak ekuazio-sistema bakar batean bateratzea. Izan ere, bost dira naturaren oinarrizko indarrak: elektrikoa, magnetikoa, grabitazionala eta indar nuklear ahula eta bortitza. Horietako bakoitzak materiaren maila jakin batean du eraginik handiena. Indar guztiak bateratu eta ekuazio-sistema bakarraz azaltzea lortuko balitz, natura hizkuntza sinpleago batez ulertu ahal izango genuke.

Agerikoena grabitatea da guretzat. Planetak eta galaxiak berak indar horren arabera mugitzen dira, eta nola ez, baita gure inguruko objektu makroskopikoak ere. Baina gainerako indarrak materiaren maila oinarrizkoagoetan bereizten dira gehien. Esaterako, indar elektrikoak atomo-barruko elektroien eta protoien arteko elkarrekintzan parte hartzen du, eta, beraz, atomoen eta molekulen arteko erreakzioak bideratzen ditu.

Aurten Nobelaz saritutako ikerketek are maila txikiagoetan azaltzen diren indarrak aztertu dituzte, eta behar-beharrezkoak gertatu dira naturako indar-mota guztiak bateratzeko proiektu horretan.

Medikuntzako Nobela usaimenaren labirintoan bidea argitzeagatik

Usaimen-errezeptoreei eta usaimen-sistemaren antolaketari buruzko ikerketa-lanengatik

Richard Axel
Estatubatuarra. New Yorken jaioa, 1946ko uztailaren 2an. Ikerketa nagusia Columbia Unibertsitatean egin zuen, eta gaur egun ere unibertsitate hartako irakaslea da.

Aurretik usaimenaren gainean ikerketa asko egin badira ere, oraindik ez zekiten nola bereizten eta gogorarazten ditugun 10.000 usain. Axel eta Buck horretan aritu dira lanean, eta ikusi dute mila gene inguruko gene-familia batek kodetzen dituela beste hainbeste usaimen-errezeptore mota. Gainera, jakin dute errezeptore horiek dituzten zelulak sudur-epitelioaren goialdean daudela, eta horiek detektatzen dituztela arnastutako molekula usaindunak.

Usaimen-zelula bakoitzak usain-errezeptore mota bakarra du, eta errezeptore bakoitzak usaindun substantzia batzuk bakarrik detekta ditzake. Beraz, usaimen-zelulak espezifikoak dira usain gutxi batzuetarako. Usaina detektatzen dutenean, nerbio-seinaleak mikroeremu zehatzetara bidaltzen dituzte, glomeruluetara. Glomerulu horiek garuneko usaimen-erraboilean daude, eta hori da, hain zuzen, usaimenarekin lotutako gune nagusia.

Glomeruluetatik, informazioa garuneko beste zenbait tokitara ateratzen da, eta horietan hainbat usaimen-errezeptoreen informazioa batzen da eta eredu bat sortzen da. Horri esker, udaberrian usaindutako lore baten usaina gogora ekar dezakegu beste edozein sasoitan.

Usain bakoitzak bere eredua

Usaimen-sistemaren mekanismoa zein den jakitea urte askoko lanaren ordaina da. Richard Axel-ek eta Linda Buck-ek elkarrekin argitaratu zuten oinarrizko ikerketan, usaimen-errezeptoreak kodetzen dituen gene-familiaren berri eman zuten. 1991. urtea zen. Ordutik, bakoitzak bere aldetik egin du lan, ikerketa paraleloetan, eta usaimenaren hainbat misterio argitu dituzte, bai molekula-mailan, bai zelulen antolamenduan.

Usaimen-sistema da, hain justu, teknika molekularrak erabiliz argitu den lehen zentzumena. Teknika horiekin frogatu dute molekula usaindun baten eraginez aktibatutako usaimen-errezeptore bakoitzak G proteina bat aktibatzen duela garunean. G proteinak cAMP molekula mezularia sortzea egiten du, eta mezulari horiek garuneko zelulen ioi-kanalak irekitzen dituzte. Ondorioz, zelula aktibatu egiten da.

Usaimen-errezeptoreak proteinak dira, eta guztiak dira antzekoak, baina badituzte elkarrengandik bereizten dituzten xehetasunak. Horrek azaltzen du zergatik aktibatzen diren batzuk molekula usaindun batzuekin eta beste batzuk besteekin. Errezeptore bakoitza aminoazido-kate batez osatuta dago, eta kate hori zazpi ‘puntadaz’ dago ‘josita’ zelula-mintzari. Hala, poltsiko baten modukoa eratzen du, eta han sartzen da molekula usainduna. Hori gertatzen denean, errezeptorearen itxura aldatu egiten da, eta horren ondorioz aktibatzen da G proteina.