Christian De Duve, hvis laboratorium i Louvain oppdaget lysosomer i 1955 og definerte peroksisomer i 1965, døde i sitt hjem i Nethen, Belgia i en alder av 95, 4. Mai 2013. De duve var den siste av en gruppe eminente fysiologiske kjemikere som på 1940-og 1950-tallet begynte å utforske den subcellulære organisasjonen av biokjemiske veier og dermed smidde fremveksten Av Moderne Cellebiologi. Christian De Duve, Albert Claude Og George Palade mottok Nobelprisen i 1974 «for deres funn om den strukturelle og funksjonelle organisasjonen av cellen.»
Christian De Duve.
De Duve ble født 2. oktober 1917 i Thames Ditton, Storbritannia, en by ikke langt fra London hvor hans familie hadde søkt tilflukt under Første Verdenskrig. Han kreditert en student læretid Med Joseph Bouckaert, som ledet fysiologi laboratorium, for sparking sin interesse for grunnforskning. En stor bekymring For Bouckaerts forskning var virkningsmekanismen av insulin. De duve deltok i eksperimenter der ganske rå forberedelse av hormonet ble administrert til hepatektomiserte dyr, noe som førte ham til å vedta ideen om at insulin handlet primært på leveren, og i mange år undersøkte han med intensitet gyldigheten av denne oppfatningen.
De Duve var i sitt siste år på medisinstudiet da Tyskerne invaderte Belgia i 1940. Hans engasjement i krigen var mindre, da han ble utarbeidet som lege, og snart kunne han komme tilbake Til Louvain for å fullføre medisinsk skole. Men på den tiden var de Duves forpliktelse til forskning for sterk for ham å forfølge en karriere innen medisin. Etter å ha fullført En Masteroppgave i kjemi Ved Louvain i 1946, tilbrakte de duve over et år som postdoktor i Stockholm med Hugo Theorell, en pioner i studiet av oksiderende enzymer som mottok Nobelprisen I 1955. Theorells laboratorium ga et ideelt sted for de duve å lære de mest avanserte verktøyene for enzymologi, som var sentrale for hans senere arbeid. Hans svenske opphold ble etterfulgt av et besøk Til laboratoriet Av Carl Og Gerty Cori I St. Louis, Mekka av karbohydratforskning på den tiden, hvor han jobbet i noen måneder med Earl Sutherland, med hvem han identifiserte glukagon som en forurensning av insulinpreparater som var mye brukt i disse dager. Glukagon ble ofte referert til som » hyperglykemisk glykogenolytisk faktor «og de duve senere stolt referert til dette arbeidet som hans» re-oppdagelse av glukagon.»Sutherlands videre arbeid med hormonell kontroll av glykogenolyse førte ham til oppdagelsen av cAMP, som han mottok Nobelprisen i 1971.
i 1948 returnerte de duve til Louvain, hvor han hadde til hensikt å forfølge sin interesse for karbohydratmetabolismen og virkningen av insulin. Med en nymontert gruppe unge samarbeidspartnere bestemte de duve å karakterisere heksosefosfatasen, som—etter virkningen av fosforylase på glykogen—var ansvarlig for den unike egenskapen til leveren for å frigjøre glukose i blodet. Forskerne identifiserte en leverfosfatase spesifikk for glukose-6-fosfat og konkluderte med at det var ansvarlig for den effekten. Deres påfølgende forsøk på å rense det enzymet satte dem på sporet til oppdagelsen av lysosomer.
de Duve og hans gruppe observerte at en sur pH forårsaket en irreversibel utfelling av glukose-6-fosfatasen, noe som førte til at de duve konkluderte med at enzymet kunne være assosiert med agglutinerte cytoplasmatiske membraner. Derfor bestemte gruppen seg for å følge fordelingen av enzymet i de forskjellige cellefraksjonene som kunne oppnås fra leverhomogenater ved en prosedyre utviklet Av Claude, som brukte milde homogeniseringsforhold og ble designet for å bevare integriteten til subcellulære organeller.
det var mest heldig at i løpet av disse forsøkene, i tillegg til å følge fordelingen av glukose-6-fosfatase—som ble funnet å være primært i den lille granulatfraksjonen kalt «mikrosomer» av Claude—De Duves gruppe, fulgte også, som en kontroll, fordelingen og aktiviteten i de subcellulære fraksjonene av sur fosfatase, et enzym med en optimal pH på 5 og en meget bred substratspesifisitet, som finnes i nesten alle vev. Fordi dette enzymet var løselig når homogenater ble fremstilt i En Waring-blender, forventet forskerne å finne den i den endelige supernatanten oppnådd ved Claude ‘ s prosedyre. Imidlertid ble aktiviteten funnet å være tilstede i forskjellige grad i alle fraksjonene og spesielt i den store granulatfraksjonen som er kjent for å inneholde mitokondriene. Dette funnet var forvirrende, og det var også fakta at summen av aktivitetene i alle fraksjonene var mye større enn aktiviteten i hele homogenatet, hvis aktivitet var mye lavere enn når Waring-blenderen ble brukt til homogenisering. Disse spennende observasjonene ble oppnådd i desember 1949 like før en helg, og kunne ha motet de Duves gruppe fra videre studier på sur fosfatase, et enzym som tross alt ikke var av stor interesse for dem og hadde blitt valgt som kontroll. Det virker serendipitous at de likevel bestemte seg for å lagre prøvene i kjøleskapet og reassay dem på et senere tidspunkt. Resultatene oppnådd fem dager senere kom for å styre forskerne på en ny bane som førte dem til deres oppdagelse, først av lysosomet og senere peroksisomet.
De Duve og hans gruppe fant at, med unntak av aktiviteten i den endelige supernatanten, hadde sur fosfataseaktivitetene steget proporsjonalt i alle fraksjonene, så vel som i det ubehandlede homogenatet, hvis aktivitet nå tilsvarte summen av aktivitetene i alle fraksjonene. De viste snart at effekten av «aldring» fraksjonene i kjøleskapet kunne gjenskapes ved behandlinger som forstyrrer membraner, for eksempel blenderhomogenisering eller gjentatte sykluser av frysetining. På denne bakgrunn konkluderte de duve insightfully at det «latente enzymet» ble sekvestrert i «membransekker» som gjorde det utilgjengelig for substratene.
studiene på sur fosfatase ba de Duves gruppe om å utvikle en prosedyre som separerte fra fraksjonen rik på mitokondrier en «lett mitokondriell fraksjon» eller L-fraksjon, som inneholdt det meste av sur fosfatase, men svært lite cytokrom oksidaseaktivitet. Hva de Duves laboratorium faktisk oppnådde var rensingen av en ny organell utelukkende på grunnlag av analytiske biokjemiske prosedyrer, styrt av målinger av spesifikke enzymatiske aktiviteter, som nå betraktes som » markørenzymer.»Funnet at fire andre syrehydrolaser-β-glukuronidase, katepsin D, ribonuklease og DNAse-viste latens og ble også beriket I l-fraksjonen ledet de Duve for å formulere «lysosom» – konseptet: det vil si en membranbegrenset organell som inneholder syrehydrolaser med forskjellige spesifisiteter, og hvis hovedfunksjon er intracellulær fordøyelse av makromolekyler. Senere, da det ble gjort fremskritt i å belyse lysosomens brede funksjon, skapte De Duve også uttrykkene «endocytose», «fagocytose» og «autofagi» for å utpeke veier som bringer substrater for fordøyelse i lysosomer, og i dag er aktive forskningsfelt i cellebiologi.
Bemerkelsesverdig kom de duve til lysosomkonseptet uten å ty til mikroskopisk undersøkelse av hans prøver. Faktisk var det ikke noe mikroskop i laboratoriet hans, og han ga sin Nobelforelesning » Utforske Celler med En Sentrifuge.»Lysosomet fikk en morfologisk identitet i 1955 som et resultat av Et kort samarbeid med Alex Novikoff, en gjesteforsker Fra Albert Einstein College Of Medicine I New York, som hadde kompetanse innen elektronmikroskopi. Novikoffs mikrografer viste at den» lette mitokondrielle » fraksjonen inneholdt membran begrenset «tette legemer» som ligner de som er tilstede i den peri-kanalikulære regionen av hepatocytter.
oppdagelsen av lysosomet innledet en ny epoke i cellefysiologi og patofysiologi, som ble etterfulgt av identifikasjon, først I Louvain og deretter over hele verden, av mer enn 40 lysosomale lagringssykdommer som følge av mutasjoner i gener for spesifikke hydrolaser.
den første anelse om at, i tillegg til lysosomer, den lette mitokondrielle fraksjonen også hadde en hittil ukjent organell, var funnet at uratoksidase—et enzym som ikke er en syrehydrolase og ikke viser latens—hadde en lignende fordeling i subcellulære fraksjoner som sur fosfatase. I 1960 hadde de duve funnet ut at dette også var sant for katalase og for d-aminosyreoksidase, da antatt å være mitokondrielle enzymer. Han utvidet senere disse funnene til flere andre peroksidproducerende oksidaser med en sedimenteringsadferd som ligner katalase, et enzym som bryter ned deres produkt. De duve hadde innsikten om at en funksjonell sammenheng mellom disse enzymene eksisterte, noe som ble gjort mulig ved at de ble inkludert i samme partikkel. Således ble begrepet peroksisom født, men det ble ikke presentert offentlig før flere år senere, etter at de duve hadde begynt å dele sin tid mellom Louvain og New York.
i 1962 aksepterte de duve et attraktivt tilbud om å skape og lede et laboratorium Ved Rockefeller Institute i New York, samtidig som han opprettholdt sitt laboratorium I Louvain. Han var i stand til å overføre til sitt nye laboratorium de ulike teknologiene utviklet I Louvain ved å arrangere regelmessige besøk av hans store Belgiske medarbeidere Til New York. I begge laboratoriene fortsatte de duve karakteriseringen av de nylig oppdagede oksidaseholdige partiklene som først ble identifisert i rottelever. Tre år senere, først etter at partikler med lignende sedimenteringsadferd og biokjemiske egenskaper ble funnet i rottenyre og i den cilierte protozoan Tetrahymena pyriformis, annonserte han på et møte I American Society Of Cell Biology at han hadde oppdaget en ny organell, som han foreslo navnet » peroxisome.»
Igjen i dette tilfellet, elektronmikroskopi viste at, morfologisk, den nye organelle tilsvarte membran-avgrenset partikler av ukjent funksjon som hadde blitt anerkjent av mikroskopister å være til stede i nesten alle vev og hadde blitt utpekt » microbodies.»
Etterfølgende studier fra mange laboratorier, inkludert de fra de duve og hans tidligere medarbeidere og studenter, viste at peroksisomer – først oppdaget i pattedyrvev, hvor de spiller viktige metabolske roller, inkludert den β-oksidasjon av svært langkjedede fettsyrer ved en annen vei enn i mitokondrier—er medlemmer av en stor familie av evolusjonært relaterte organeller som finnes i mange forskjellige eukaryotiske celletyper og organismer, inkludert planter og protozoer, hvor de utfører forskjellige funksjoner og har fått bestemte navn, for eksempel: glyoksysomer og glykosomer. Dermed, med sin oppdagelse av peroksisomer, la de duve igjen grunnlaget for veksten av et nytt kapittel i Det voksende Feltet Cellebiologi.
i 1974, kort tid etter å ha mottatt Nobelprisen, de duve, inspirert av sin erfaring Ved Rockefeller Institute, forfektet etableringen I Brussel av en ny tverrfaglig «International Institute Of Cellular And Molecular Pathology,» med en translational oppdrag, som han opprinnelig regissert og på hans 80-årsdag ble omdøpt til » de Duve Institute.»
de Duve forlot et stort avtrykk i de biologiske vitenskapene gjennom arbeidet han utførte på begge sider av Atlanterhavet og gjennom de mange forskerne som trente med ham. Han var en svært kultivert person som snakket fire språk flytende og skrev elegant prosa i minst to av dem. De Duves interesser strakte seg langt utover områdene av hans vitenskapelige bidrag, inn i filosofiens, kunnskapsteorien, livets opprinnelse og utviklingen av den eukaryotiske cellen. Han publiserte omfattende sine tanker om spørsmål fra nesten alle disse feltene, i klare artikler så vel som i bøker. De duve skrev også mange engasjerende historiske beretninger om de store vitenskapelige funn gjort i sine laboratorier og i alle av dem han tok stor forsiktighet for å gi kreditt til sine yngre kollegaer og å påpeke deres spesifikke bidrag.
Christian De Duve var en varm kollega og en fascinerende samtalepartner. De av oss som hadde hell av å kjenne ham personlig vil sårt savner ham.