Christian de Duve, jonka laboratorio Louvainissa löysi lysosomit vuonna 1955 ja määritteli peroksisomit vuonna 1965, kuoli kotonaan Nethenissä Belgiassa 95-vuotiaana 4.toukokuuta 2013. De Duve oli viimeinen ryhmä eteviä fysiologisia kemistejä, jotka 1940-ja 1950-luvuilla alkoivat tutkia biokemiallisten reittien alisellulaarista organisaatiota ja siten edistivät modernin solubiologian syntyä. Christian De Duve, Albert Claude ja George Palade saivat Nobelin palkinnon vuonna 1974 ”löydöistään, jotka koskivat solun rakenteellista ja toiminnallista organisaatiota.”
Christian de Duve.
De Duve syntyi 2. lokakuuta 1917 Thames Ditton, Yhdistynyt kuningaskunta, kaupunki ei ole kaukana Lontoo, jossa hänen perheensä oli hakenut turvapaikkaa maailmansodan aikana I. kun klassinen koulutus on Jesuiittakoulu Antwerpen, De Duve tuli Medical School, katolinen yliopisto Louvain vuonna 1934, ilman aikomusta tulla tiedemies. Hän hyvitetään opiskelija oppisopimuskoulutuksessa Joseph Bouckaert, jotka johtivat fysiologian laboratorio, kipinöitä hänen kiinnostuksensa perustutkimukseen. Suuri huolenaihe Bouckaertin tutkimuksissa oli insuliinin vaikutusmekanismi. De Duve osallistui kokeisiin, joissa melko raakavalmiste hormonin annettiin hepatectomized eläimiä, mikä johti hänet hyväksymään ajatuksen, että insuliini toimi ensisijaisesti maksassa, ja monta vuotta hän tutki intensiteetillä pätevyyttä tämän käsitteen.
De Duve oli viimeisinä vuosinaan lääketieteellisessä, kun saksalaiset miehittivät Belgian vuonna 1940. Hänen osallistumisensa sotaan oli vähäistä, sillä hänet värvättiin lääkintämieheksi, ja pian hän pystyi palaamaan louvainiin suorittamaan lääketieteellisen loppuun. Kuitenkin siihen mennessä de Duve sitoutuminen tutkimukseen oli liian vahva hänelle uran lääketieteen. Suoritettuaan Pro gradu kemian klo Louvain vuonna 1946, de Duve vietti yli vuoden tutkijatohtorin fellow Tukholmassa kanssa Hugo Theorell, edelläkävijä tutkimuksessa hapettavat entsyymit jotka saivat Nobelin palkinnon vuonna 1955. Theorellin laboratorio tarjosi de Duvelle ihanteellisen paikan oppia entsymologian kehittyneimmät työkalut, jotka olivat keskeisiä hänen myöhemmässä työssään. Hänen ruotsalaista oleskeluaan seurasi vierailu Carl ja Gerty Corin laboratoriossa St. Louisissa, silloisen hiilihydraattitutkimuksen Mekassa, jossa hän työskenteli muutaman kuukauden Earl Sutherlandin kanssa, jolla hän tunnisti glukagonin saastuttajana tuolloin laajalti käytetyissä insuliinivalmisteissa. Glukagonia kutsuttiin usein ” hyperglykeemiseksi glykogenolyyttiseksi tekijäksi ”ja de Duve viittasi myöhemmin ylpeänä tähän teokseen nimellä” glukagonin uudelleen keksiminen.”Sutherlandin lisätyö glykogenolyysin hormonaalisen säätelyn parissa johti hänet Campin löytämiseen, josta hän sai Nobelin palkinnon vuonna 1971.
vuonna 1948 de Duve palasi Louvainiin, jossa hän aikoi jatkaa kiinnostustaan hiilihydraattien aineenvaihduntaan ja insuliinin toimintaan. De Duve päätti äskettäin kootun nuorten yhteistyökumppaneiden ryhmän kanssa luonnehtia heksoosifosfataasia, joka—fosforylaasin glykogeenin vaikutuksesta—oli vastuussa maksan ainutlaatuisesta ominaisuudesta vapauttaa glukoosia vereen. Tutkijat tunnistivat glukoosi-6-fosfaatille spesifisen maksan fosfataasin ja päättelivät oikein, että se oli vastuussa tästä vaikutuksesta. Kun entsyymiä yritettiin puhdistaa, se johti lysosomien löytämiseen.
De Duve ryhmineen havaitsi, että hapan pH aiheutti glukoosi-6-fosfataasin irreversiibelin saostumisen, minkä vuoksi de Duve päätteli, että entsyymi voisi liittyä agglutinoituneisiin sytoplasmakalvostoihin. Siksi ryhmä päätti seurata entsyymin jakautumista maksahomogenaateista saataviin eri solufraktioihin Clauden kehittämällä menetelmällä, jossa käytettiin lieviä homogenisointiolosuhteita ja jonka tarkoituksena oli säilyttää solunsisäisten organellien eheys.
oli mitä onnekkainta, että näiden kokeiden aikana sen lisäksi, että seurattiin glukoosi-6-fosfataasin jakautumista—jota Claude—de duven ryhmä havaitsi olevan pääasiassa pienessä raefraktiossa, jota Claude-de duven ryhmä kutsui ”mikrosomeiksi”, seurasi kontrollina myös happaman fosfataasin, entsyymin, jonka optimaalinen pH on 5 ja substraattispesifisyys hyvin laaja ja jota esiintyy lähes kaikissa kudoksissa. Koska tämä entsyymi oli liukeneva, kun Homogenaatteja valmistettiin sekoittimessa, tutkijat odottivat löytävänsä sen Clauden menetelmällä saadusta lopullisesta supernatantista. Aktiivisuutta havaittiin kuitenkin esiintyvän eri määrin kaikissa fraktioissa ja erityisesti suuressa raefraktiossa, jonka tiedetään sisältävän mitokondrioita. Tämä havainto oli hämmentävä, samoin kuin se tosiasia, että kaikkien jakeiden toimintojen summa oli paljon suurempi kuin koko homogenaatin aktiivisuus, jonka aktiivisuus oli paljon pienempi kuin sekoittimen homogenoinnissa. Nämä kiehtovat havainnot saatiin joulukuussa 1949 juuri ennen viikonloppua, ja ne olisivat voineet estää de Duven ryhmää tekemästä lisätutkimuksia happamasta fosfataasista, entsyymistä, joka ei loppujen lopuksi kiinnostanut heitä suuresti ja joka oli valittu kontrolliksi. Näyttää onnekkaalta, että he päättivät kuitenkin säilyttää näytteet jääkaapissa ja antaa ne myöhemmin uudelleen. Viisi päivää myöhemmin saadut tulokset ohjasivat tutkijat uudelle polulle, joka johti heidät löytöön, ensin lysosomiin ja myöhemmin peroksisomiin.
De Duve ja hänen ryhmänsä havaitsivat, että happaman fosfataasin toiminta oli lisääntynyt samassa suhteessa kaikissa fraktioissa sekä jalostamattomassa homogenaatissa, jonka aktiivisuus vastasi nyt kaikkien fraktioiden toimintojen summaa. He osoittivat pian, että jääkaapissa olevien fraktioiden ”vanhenemisen” vaikutus voitaisiin luoda uudelleen käsittelyillä, jotka häiritsevät kalvoja, kuten tehosekoittimen homogenisoinnilla tai toistuvilla pakasteiden sulamisjaksoilla. Tällä perusteella de Duve päätteli oivaltavasti, että” latentti entsyymi ”oli eristäytynyt” kalvopusseihin”, jotka tekivät siitä substraattien ulottumattomissa.
happaman fosfataasin tutkimukset saivat de Duven ryhmän kehittämään menetelmän, joka erotti runsaasti mitokondrioita sisältävästä fraktiosta ”kevyen mitokondriofraktion” eli L-fraktion, joka sisälsi suurimman osan happamasta fosfataasista mutta hyvin vähän sytokromioksidaasiaktiivisuutta. Mitä de Duven laboratorio itse asiassa sai aikaan, oli uuden organellin puhdistaminen yksinomaan analyyttisten biokemiallisten menetelmien perusteella, joita ohjasivat tiettyjen entsymaattisten toimintojen mittaukset, joita nykyään pidetään ”merkkientsyymeinä”.”Havainto, että neljä muuta happohydrolaasia-β-glukuronidaasi, katepsiini D, ribonukleaasi ja DNaasi-osoittivat latenssia ja olivat myös rikastuneet L-fraktiossa, johti de Duven muodostamaan” lysosomi ” – käsitteen: toisin sanoen kalvorajoitteinen organelle, joka sisältää happohydrolaaseja, joilla on erilaisia ominaisuuksia ja jonka tärkein tehtävä on makromolekyylien solunsisäinen ruoansulatus. Kun myöhemmin edistyttiin lysosomien laajan toiminnan selvittämisessä, De Duve keksi myös termit ”endosytoosi”, ”fagosytoosi” ja ”autofagia” tarkoittamaan reittejä, jotka tuovat substraatteja lysosomeihin ja ovat nykyään aktiivisia tutkimusaloja solubiologiassa.
de Duve päätyi lysosomin käsitteeseen turvautumatta näytteidensä mikroskooppiseen tutkimiseen. Itse asiassa hänen laboratoriossaan ei ollut mikroskooppia, ja hän antoi Nobel-luennolleen nimen ”Exploring Cells with a Centrifuge.”Lysosomi sai morfologisen identiteetin vuonna 1955 lyhyen yhteistyön tuloksena Alex Novikoffin, New Yorkin Albert Einstein College of Medicinen vierailevan tiedemiehen kanssa, jolla oli asiantuntemusta elektronimikroskopiassa. Novikoffin mikrografiat osoittivat, että” kevyt mitokondrio ”-fraktio sisälsi kalvoja, jotka rajoittivat” tiheitä kappaleita”, jotka olivat samanlaisia kuin maksasolujen peri-canalicular-alueella.
lysosomin löytyminen aloitti solufysiologian ja patofysiologian uuden aikakauden, jota seurasi yli 40 lysosomaalisen varastoitumissairauden tunnistaminen ensin Louvainissa ja sitten koko maailmassa tiettyjen hydrolaasien geenimutaatioista johtuvina.
ensimmäinen vihje siitä, että lysosomien lisäksi myös kevyt mitokondriofraktio peitti vielä tuntemattoman organelleelin, oli havainto siitä, että uraattioksidaasi—entsyymi, joka ei ole happohydrolaasi ja jossa ei esiinny latenssia—oli jakautunut solunalaisiin fraktioihin samalla tavalla kuin hapan fosfataasi. Vuoteen 1960 mennessä de Duve oli havainnut tämän pitävän paikkansa myös katalaasista ja d-aminohappo-oksidaasista, joita silloin luultiin mitokondrioentsyymeiksi. Myöhemmin hän laajensi löydökset useisiin muihin peroksidia tuottaviin oksidaaseihin, joiden sedimentaatiokäyttäytyminen muistuttaa katalaasia, entsyymiä, joka hajottaa niiden tuotteen. De Duvella oli oivallus, että näiden entsyymien välillä oli funktionaalinen yhteys, jonka mahdollisti niiden sisällyttäminen samaan hiukkaseen. Näin syntyi käsite peroksisomi, mutta se tuli esittää julkisesti vasta useita vuosia myöhemmin, Kun de Duve oli alkanut jakaa aikaansa Louvainin ja New Yorkin välillä.
vuonna 1962 de Duve hyväksyi houkuttelevan tarjouksen perustaa ja johtaa laboratoriota Rockefeller-instituuttiin New Yorkiin, säilyttäen samalla laboratorionsa Louvainissa. Hän pystyi siirtämään uuteen laboratorioonsa louvainissa kehitetyt eri teknologiat järjestämällä tärkeimpien belgialaisten kumppaniensa säännölliset vierailut New Yorkiin. Molemmissa laboratorioissa de Duve jatkoi vasta löydettyjen oksidaasia sisältävien partikkelien luonnehtimista, jotka tunnistettiin ensin rotan maksasta. Kolme vuotta myöhemmin, vasta kun hiukkasia, joilla oli samanlainen sedimentaatiokäyttäytyminen ja biokemialliset ominaisuudet, löydettiin rotan munuaisista ja ciliated alkueläimen Tetrahymena pyriformis, hän ilmoitti American Society of Cell Biology-yhdistyksen kokouksessa, että hän oli löytänyt uuden organellen, jolle hän ehdotti nimeä ”peroxisome.”
jälleen tässä tapauksessa elektronimikroskopia osoitti, että morfologisesti Uusi organelle vastasi kalvorajoitteisia hiukkasia, joiden toimintaa ei tunneta ja joita mikroskopit olivat tunnistaneet esiintyvän lähes kaikissa kudoksissa ja jotka oli nimetty ”mikrokehoiksi.”
myöhemmät tutkimukset monista laboratorioista, mukaan lukien de Duven ja hänen entisten työtovereidensa ja oppilaidensa tutkimukset, osoittivat, että peroksisomit—joita löydettiin ensin nisäkkäiden kudoksista, joissa niillä on tärkeä metabolinen rooli, mukaan lukien hyvin pitkäketjuisten rasvahappojen β-hapettuminen eri reittiä kuin mitokondrioissa-ovat suuren evolutionaarisesti toisiinsa liittyvien organellien perheen jäseniä, joita esiintyy monissa eukaryoottisissa solutyypeissä ja eliöissä, mukaan lukien kasvit, ja alkueläimet, joissa ne suorittavat erillisiä tehtäviä ja joille on annettu erityiset nimet, kuten glyoksisomit ja glykosomit. Niinpä de Duve loi peroksisomien löytämisellään jälleen perustan uuden luvun kasvulle solubiologian orastavalla alalla.
vuonna 1974, pian Nobelin palkinnon saamisen jälkeen, de Duve, Rockefeller-instituutissa saamiensa kokemusten innoittamana, puolsi uuden monitieteisen ”International Institute of Cellular and Molecular Pathology” – instituutin perustamista Brysseliin translationaalisella tehtävällään, jota hän alun perin johti ja jonka 80-vuotissyntymäpäivänään nimeksi tuli ”de Duve Institute.”
De Duve jätti merkittävän jäljen biologisiin tieteisiin Atlantin molemmin puolin tekemänsä työn ja monien hänen kanssaan koulutettujen tiedemiesten kautta. Hän oli erittäin sivistynyt henkilö, joka puhui neljää kieltä sujuvasti ja kirjoitti eleganttia proosaa ainakin kahdella niistä. De Duve etuja laajennettu paljon yli aloilla hänen tieteellisen panoksensa, osaksi realms, filosofia, teoria tietoa, alkuperä elämän, ja evoluutio, eukaryoottinen solu. Hän julkaisi laajasti ajatuksiaan lähes kaikkien näiden alojen kysymyksistä, selkokielisissä artikkeleissa sekä kirjoissa. De Duve kirjoitti myös monia harjoittaa historiallisia tilejä suurten tieteellisten löytöjä tehty hänen laboratorioissa ja niissä kaikissa hän otti erittäin huolellisesti antaa luottoa hänen nuorempi osakkuusyritysten ja huomauttaa niiden erityinen panos.
Christian de Duve oli lämmin kollega ja kiehtova keskustelija. Ne meistä, joilla oli onni tuntea hänet henkilökohtaisesti, tulevat kaipaamaan häntä kipeästi.