Christian de Duve, al cărui laborator din Louvain a descoperit lizozomi în 1955 și a definit peroxizomi în 1965, a murit la domiciliul său din Nethen, Belgia, la vârsta de 95 de ani, pe 4 mai 2013. De Duve a fost ultimul dintr-un grup de chimiști fiziologici eminenți care, în anii 1940 și 1950, au început să exploreze organizarea subcelulară a căilor biochimice și astfel au falsificat apariția biologiei celulare moderne. Christian de Duve, Albert Claude și George Palade au primit Premiul Nobel în 1974 „pentru descoperirile lor privind organizarea structurală și funcțională a celulei.”
Christian de Duve.
De Duve s-a născut la 2 octombrie 1917 în Thames Ditton, Regatul Unit, un oraș nu departe de Londra, unde familia sa căutase refugiu în timpul Primului Război Mondial.După o educație clasică într-o școală iezuită din Anvers, de Duve a intrat la școala Medicală a Universității Catolice din Louvain în 1934, fără intenția de a deveni om de știință. El a creditat o ucenicie studențească cu Joseph Bouckaert, care a condus laboratorul de fiziologie, pentru că și-a stârnit interesul pentru cercetarea de bază. O preocupare majoră a cercetării lui Bouckaert a fost mecanismul de acțiune al insulinei. De Duve a participat la experimente în care prepararea destul de brută a hormonului a fost administrată animalelor hepatectomizate, ceea ce l-a determinat să adopte ideea că insulina a acționat în primul rând asupra ficatului și, timp de mulți ani, a investigat cu intensitate validitatea acestei noțiuni.
De Duve era în ultimul an de școală medicală când germanii au invadat Belgia în 1940. Implicarea sa în război a fost minoră, deoarece a fost recrutat ca medic și, în curând, a putut să se întoarcă la Louvain pentru a termina școala medicală. Cu toate acestea, până atunci angajamentul lui de Duve față de cercetare era prea puternic pentru ca el să urmeze o carieră în medicină. După finalizarea unei teze de Master în chimie la Louvain în 1946, de Duve a petrecut peste un an ca coleg postdoctoral la Stockholm cu Hugo Theorell, un pionier în studiul enzimelor oxidante care a primit Premiul Nobel în 1955. Laboratorul lui Theorell a oferit un loc ideal pentru ca de Duve să învețe cele mai avansate instrumente ale enzimologiei, care au fost esențiale pentru munca sa ulterioară. Șederea sa suedeză a fost urmată de o vizită la laboratorul lui Carl și Gerty Cori din St.Louis, Mecca cercetării carbohidraților la acea vreme, unde a lucrat câteva luni cu Earl Sutherland, cu care a identificat glucagonul ca un contaminant al preparatelor de insulină utilizate pe scară largă în acele zile. Glucagonul a fost adesea denumit „factorul glicogenolitic hiperglicemic”, iar de Duve s-a referit mai târziu cu mândrie la această lucrare drept „re-descoperirea glucagonului”.”Lucrările ulterioare ale lui Sutherland privind controlul hormonal al glicogenolizei l-au condus la descoperirea lui cAMP, pentru care a primit Premiul Nobel în 1971.
în 1948, de Duve s-a întors la Louvain, unde intenționa să-și urmărească interesul pentru metabolismul carbohidraților și acțiunea insulinei. Cu un grup nou asamblat de tineri colaboratori, de Duve a decis să caracterizeze hexoza fosfatază, care—în urma acțiunii fosforilazei asupra glicogenului—a fost responsabilă pentru proprietatea unică a ficatului de a elibera glucoza în sânge. Cercetătorii au identificat o fosfatază hepatică specifică pentru glucoză-6-fosfat și au concluzionat corect că a fost responsabilă pentru acest efect. Încercările lor ulterioare de a purifica acea enzimă i-au pus pe calea descoperirii lizozomilor.
De Duve și grupul său au observat că un pH acid a provocat o precipitare ireversibilă a glucozei-6-fosfatazei, ceea ce l-a determinat pe de Duve să deducă că enzima ar putea fi asociată cu membranele citoplasmatice aglutinate. Prin urmare, grupul a decis să urmărească distribuția enzimei în diferitele fracțiuni celulare care ar putea fi obținute din omogenatele hepatice printr-o procedură dezvoltată de Claude, care a utilizat condiții ușoare de omogenizare și a fost concepută pentru a păstra integritatea organelelor subcelulare.
a fost cel mai norocos că în cursul acestor experimente, pe lângă urmărirea distribuției glucozei-6-fosfatazei—care s—a dovedit a fi în primul rând în fracția granulară mică numită „microsomi” de grupul lui Claude-de Duve, a urmat, de asemenea, ca control, distribuția și activitatea în fracțiunile subcelulare ale fosfatazei acide, o enzimă cu un pH optim de 5 și o specificitate foarte largă a substratului, care se găsește în aproape toate țesuturile. Deoarece această enzimă a fost solubilă atunci când omogenatele au fost preparate într-un blender Waring, cercetătorii se așteptau să o găsească în supernatantul final obținut prin procedura lui Claude. Cu toate acestea, s-a constatat că activitatea este prezentă în diferite proporții în toate fracțiile și, în special, în fracțiunea mare de granule cunoscută că conține mitocondriile. Această constatare a fost încurcată, la fel ca și faptele că suma activităților din toate fracțiile a fost mult mai mare decât activitatea din întregul omogenat, a cărei activitate a fost mult mai mică decât atunci când blenderul Waring a fost utilizat pentru omogenizare. Aceste observații intrigante au fost obținute în decembrie 1949 chiar înainte de un weekend și ar fi putut descuraja grupul lui de Duve de la studii suplimentare asupra fosfatazei acide, o enzimă care, la urma urmei, nu era de interes major pentru ei și fusese aleasă ca control. Se pare serendipit că au decis totuși să păstreze probele în frigider și să le reasambleze ulterior. Rezultatele obținute cinci zile mai târziu au ajuns să conducă cercetătorii pe o nouă cale care i-a condus la descoperirea lor, mai întâi a lizozomului și mai târziu a peroxizomului.
De Duve și grupul său au constatat că, cu excepția activității din supernatantul final, activitățile fosfatazei acide au crescut proporțional în toate fracțiile, precum și în omogenatul neprelucrat, a cărui activitate corespundea acum sumei activităților din toate fracțiile. Ei au arătat curând că efectul” îmbătrânirii ” fracțiilor din frigider ar putea fi recreat prin tratamente care perturbă membranele, cum ar fi omogenizarea blenderului sau cicluri repetate de îngheț-decongelare. Pe această bază, de Duve a concluzionat insightfully că „enzima latentă” a fost sechestrată în „sacii de membrană” care au făcut-o inaccesibilă substraturilor.
studiile asupra fosfatazei acide au determinat grupul lui de Duve să dezvolte o procedură care separa de fracția bogată în mitocondrii o „fracție mitocondrială ușoară” sau fracție L, care conținea cea mai mare parte a fosfatazei acide, dar foarte puțină activitate a citocrom oxidazei. Ceea ce a realizat de fapt laboratorul lui de Duve a fost purificarea unei noi organelle exclusiv pe baza procedurilor biochimice analitice, ghidate de măsurători ale activităților enzimatice specifice, care sunt acum considerate „enzime marker.”Constatarea că alte patru hidrolaze acide-oxid-glucuronidază, catepsină D, ribonuclează și Dnază-au prezentat latență și au fost, de asemenea, îmbogățite În fracția L L-au determinat pe de Duve să formuleze conceptul de” lizozom: adică, o organelle mărginită de membrană care conține hidrolaze acide cu diferite specificități și a căror funcție principală este digestia intracelulară a macromoleculelor. Mai târziu, pe măsură ce se făceau progrese în elucidarea funcției largi a lizozomilor, De Duve a inventat și termenii „endocitoză”, „fagocitoză” și „autofagie” pentru a desemna căi care aduc substraturi pentru digestie în lizozomi și, astăzi, sunt domenii active de cercetare în biologia celulară.
remarcabil, de Duve a ajuns la conceptul de lizozom fără a recurge la nicio examinare microscopică a probelor sale. De fapt, nu a existat niciun microscop în laboratorul său și și-a intitulat prelegerea Nobel „explorarea celulelor cu o centrifugă.”Lizozomul a obținut o identitate morfologică în 1955 ca urmare a unei scurte colaborări cu Alex Novikoff, un om de știință vizitat de la Colegiul de Medicină Albert Einstein din New York, care avea expertiză în microscopia electronică. Micrografele lui Novikoff au arătat că fracțiunea” mitocondrială ușoară „conținea” corpuri dense ” legate de membrană similare cu cele prezente în regiunea peri-canaliculară a hepatocitelor.
descoperirea lizozomului a inaugurat o nouă eră în fiziologia și fiziopatologia celulară, care a fost urmată de identificarea, mai întâi în Louvain și apoi în întreaga lume, a peste 40 de boli de stocare lizozomale rezultate din mutații în gene pentru hidrolaze specifice.
prima bănuială că, pe lângă lizozomi, fracția mitocondrială ușoară adăpostea și o organelă încă necunoscută, a fost constatarea că uratul oxidază—o enzimă care nu este o hidrolază acidă și nu prezintă latență—a avut o distribuție similară în fracțiile subcelulare ca fosfataza acidă. Până în 1960, de Duve descoperise că acest lucru era valabil și pentru catalază și pentru D-aminoacid oxidază, despre care se credea atunci că sunt enzime mitocondriale. Ulterior, el a extins aceste descoperiri la alte câteva oxidaze producătoare de peroxid cu un comportament de sedimentare similar cu catalaza, o enzimă care le descompune produsul. De Duve a avut ideea că există o legătură funcțională între aceste enzime, care a fost posibilă prin includerea lor în aceeași particulă. Astfel, s-a născut conceptul de peroxizom, dar nu a fost prezentat public decât câțiva ani mai târziu, după ce de Duve începuse să-și împartă timpul între Louvain și New York.
în 1962 de Duve a acceptat o ofertă atractivă de a crea și conduce un laborator la Institutul Rockefeller din New York, menținând în același timp laboratorul său din Louvain. El a reușit să transfere în noul său laborator diferitele tehnologii dezvoltate la Louvain, organizând vizite regulate ale marilor săi asociați belgieni la New York. În ambele laboratoare, de Duve a continuat caracterizarea particulelor nou descoperite care conțin oxidază identificate pentru prima dată în ficatul de șobolan. Trei ani mai târziu, numai după ce particule cu un comportament similar de sedimentare și proprietăți biochimice au fost găsite în rinichiul de șobolan și în protozoarul ciliat Tetrahymena pyriformis, a anunțat, la o întâlnire a Societății Americane de Biologie Celulară, că a descoperit o nouă organelle, pentru care a propus numele „peroxizom.”
din nou, în acest caz, microscopia electronică a arătat că, din punct de vedere morfologic, Noua organelle corespundea particulelor limitate de membrană cu funcție necunoscută care au fost recunoscute de microscopiști ca fiind prezente în aproape toate țesuturile și au fost desemnate „microcorpi”.”
studiile ulterioare din mai multe laboratoare, inclusiv cele ale lui de Duve și ale foștilor săi asociați și studenți, au arătat că peroxizomii—descoperiți pentru prima dată în țesuturile mamiferelor, unde joacă roluri metabolice importante, inclusiv oxidarea cu lanț foarte lung a acizilor grași cu lanț lung printr-o cale diferită de cea din mitocondrii-sunt membri ai unei familii numeroase de organite legate evolutiv prezente în multe tipuri și organisme de celule eucariote diferite, inclusiv plante și protozoare, unde îndeplinesc funcții distincte și li s—au dat nume specifice, cum ar fi glioxizomi și glicozomi. Astfel, odată cu descoperirea peroxizomilor, de Duve a pus încă o dată bazele creșterii unui nou capitol în domeniul înfloritor al biologiei celulare.
în 1974, la scurt timp după ce a primit Premiul Nobel, de Duve, inspirat de experiența sa la Institutul Rockefeller, a susținut crearea la Bruxelles a unui nou „institut internațional de patologie celulară și moleculară” multidisciplinar, cu o misiune translațională, pe care a regizat-o inițial și la 80 de ani a fost redenumit „Institutul de Duve.”
De Duve a lăsat o amprentă majoră în științele biologice prin munca pe care a desfășurat-o pe ambele maluri ale Atlanticului și prin numeroșii oameni de știință care s-au antrenat cu el. A fost o persoană foarte cultivată, care vorbea fluent patru limbi și a scris proză elegantă în cel puțin două dintre ele. Interesele lui de Duve s-au extins mult dincolo de domeniile contribuțiilor sale științifice, în tărâmurile filozofiei, teoria cunoașterii, originea vieții și evoluția celulei eucariote. El și-a publicat extensiv gândurile cu privire la întrebări din aproape toate aceste domenii, atât în articole lucide, cât și în cărți. De Duve a scris, de asemenea, multe relatări istorice captivante ale marilor descoperiri științifice făcute în laboratoarele sale și în toate acestea a avut mare grijă să acorde credit asociaților săi mai tineri și să sublinieze contribuțiile lor specifice.
Christian de Duve a fost un coleg cald și un conversaționist fascinant. Aceia dintre noi care au avut norocul de a-l cunoaște personal îi va fi foarte dor de el.