Thomas C. Südhof a Stanford Egyetem, James E. Rothman a Yale Egyetem, míg Randy W. Schekman a Berkeley Egyetem kutatója. A három kutató között egyenlő arányban oszlik meg a díjjal járó nyolcmillió svéd korona. Südhof 1955-ban a németországi Göttingenben született. Schekman 1948-ban Saint Paulban (Minnesota), míg Rothman 1950-ben, ugyancsak az Egyesült Államokban (Haverhill, Massachusetts) látta meg a napvilágot.

A három kutató a sejtekben lezajló szállítási folyamatok megismerésében ért el alapvető eredményeket. A sejtek által előállított anyagok egy része helyben használódik fel, míg másoknak ki kell ürülniük onnan – például a hasnyálmirigy sejtjei által termelt inzulin a véráramba kerülve szabályozza a szervezet vércukorszintjét.

A sejtek által termelt anyagok kis hólyagocskákba, az úgynevezett vezikulákba kerülnek, de az sokáig nem volt világos, hogy mi koordinálja ezek mozgását. A három kutató tárta fel azokat a szabályozó mechanizmusokat, amelyek azt biztosítják, hogy a vezikulák a megfelelő inger hatására, a szükséges időben, kontrollált módon, a megfelelő helyen ürüljenek.

A Berkeley Egyetemen dolgozó Randy W. Schekman fedezte fel a sejten belüli vezikulaforgalom szabályozásában meghatározó szerepet játszó géneket. Schekman az 1970-es években kezdte tanulmányozni a jelenség genetikai hátterét. Élesztőkön modellezte a rendszer működését, és olyan hibásan működő élesztőtörzseket azonosított, amelyekben a vezikulák a sejt egy bizonyos részén halmozódtak fel. Kiderítette, hogy melyek azok a mutáns gének, amelyek a transzportrendszer hibás működéséért tehetők felelőssé.

A szintén amerikai James E. Rothman az 1980-as és 90-es években emlősök sejtjeiben tanulmányozta ezt a rendszert, és leírta azt a fehérjekomplexet, amelynek segítségével a vezikulák és a sejtmembrán megfelelő pontjai kapcsolódnak egymáshoz. Ebben a folyamatban a hólyagocskákon és a célmembránon lévő fehérjék közt egymást felismerő, specifikus kapcsolat alakul ki. Mivel a folyamatban részt vevő fehérjékből nagyon sokféle van, és csak bizonyos kombinációk közt alakul ki kötés, ez biztosítja azt, hogy a vezikula és az abban tárolt anyagok mindig megfelelő helyre kerüljenek.

A német Thomas C. Südhof kutatásai elsősorban az idegsejtek egymás közötti kommunikációjára irányultak. A jelvivő molekulák, a neurotranszmitterek is a Rothman és Schekman által leírt módon szállítódnak, de ezen vezikulák esetében az időzítés rendkívül fontos: csak akkor adhatják le szállítmányukat, amikor az idegsejt jelet bocsát ki. Az már ismert volt, hogy kalciumionok állnak a folyamat hátterében, Südhof azonban – aki 1983-ban költözött Németországból az Egyesült Államokba – az 1990-es években a jelátvitel részletes működését is feltárta.

Azonosította azt a molekuláris gépezetet, amely reagálni tud a kalciumionokra, és arra utasítja a szomszédos fehérjéket, hogy gyorsan irányítsák a vezikulákat az idegsejt külső membránjához. Ott a csomag a már ismert mechanizmusok alapján kinyílik, és a jelvivő molekulák útnak indulnak.

Südhof professzor szoros kapcsolatot ápol az MTA Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézetének munkatársaival. Magyar kutatók dolgoztak már vele, illetve Südhof professzor tavaly áprilisban egy hónapot kutatott Budapesten – igaz, nem a Nobel-díjas témakörben, hanem az autizmus hátterében álló jelenségeket elemezte.

Homolya László, az MTA Természettudományi Molekuláris Farmakológiai Intézet munkatársa szerint a vezikulák olyanok, mint a gyerekek által gyakorta dobált vízibombák, csak éppen itt nem víz, amit koncentráltan egy adott helyre kell eljuttatni, hanem például az immunrendszert szabályozó jelvivő molekulák vagy hormonok, mint az inzulin. A vezikulák létéről régóta tudunk, de sokáig nem értettük a működésüket szabályozó rendszerek lényegét. A nagy áttörés a múlt század nyolcvanas éveire tehető. Napjainkban számos kutatás kapcsolódik a három díjazott felismeréséhez – az intézetben működő Lendület kutatócsoportban például azt vizsgálják, hogy a vezikulák vándorlása révén a különböző membránfehérjék hogyan jelennek meg a sejtfelszínen.

Ezek a folyamatok univerzálisak az élővilágban: ugyanazon elven működnek az élesztősejtben és az emberben is. Pontos működésük ismerete azért jelentős, mert számos betegség – cukorbetegség, bizonyos neurológiai és immunológiai kórképek – oka ennek a szállítórendszernek a meghibásodása. E különleges rendszer pontos működése nélkül a sejtek belső szerveződése pillanatok alatt összeomlana.