George Emil Palade


Autoři: Pavel Čech
Působiště autorů: Kabinet dějin lékařství 3. LF UK, Praha
Vyšlo v časopise: Čas. Lék. čes. 2012; 151: 555-556
Kategorie: Laureáti Nobelovy ceny

V roce 1974 získali Nobelovu cenu za fyziologii nebo medicínu tři badatelé na poli buněčné biologie – belgicko-americký cytolog a onkolog Albert Claude, v Anglii narozený belgický biochemik a cytolog Christian René de Duve a rumunsko-americký cytolog George Emil Palade.

GEORGE EMIL PALADE

(1912–2008)

Ve městě Iaşi (vysl. jaši), středisku rumunské Moldávie a v letech 1916–1918 hlavním městě Rumunska, žili na počátku 20. století profesor filozofie Emil Palade (vysl. e’mil pa’lade) a lycejní učitelka Constanţa (vysl. kon’stanca) Cantemir-Paladeová se třemi dětmi, z nichž Adriana se stane profesorkou dějepisu, Constanţa lékařkou a George (džeordže) hrdinou tohoto příběhu.

Chlapec narozený zde 19. listopadu 1912 a vedený doma k touze po vědění navštěvoval v letech 1919–1922 v rodišti obecnou školu, pak ve valašském městě Buzău (bu’zeu) vystudoval lyceum Al Haşdeu (haš’deu) a v roce 1930 stál před volbou životní dráhy. Filozof Emil Palade viděl v synovi svého nástupce, George však tehdy naslouchal spíše členům rodu věkově mnohem bližším než otec, a na konci léta stráveného s bratrancem věděl najisto, že chce studovat medicínu. Hned se na ni také na Bukurešťské univerzitě zapsal.

Už v počátcích studií upoutali anatom Francisc Rainer a biochemik André Boivin jeho zájem k základním biomedicínským vědám. Že jsou mu mnohem bližší než klinické obory, pochopil George velmi brzy. Jako student začal pracovat v laboratoři anatomického ústavu bukurešťské lékařské fakulty a doktorskou práci věnoval mikroskopické anatomii nefronu kytovce Delphinus delphi v pokusu o výklad jeho struktury z hlediska funkční adaptace savce na život v moři.

Po promoci v roce 1940 nastoupil v anatomickém ústavu jako asistent, v následujícím roce povýšil na docenta anatomie a oženil se s dcerou rumunského průmyslníka Irinou Malaxaovou. Měli pak spolu dvě děti – Georgii (budoucí realitní zprostředkovatelku) a Philipa (budoucího profesora farmakologie). Ve válečných letech 1942–1945 sloužil Palade v Lékařském sboru Rumunské královské armády. V roce 1945 byl jmenován mimořádným profesorem a získal stipendium ke dvouletému pobytu hostujícího badatele v USA.

S velmi dobrou znalostní i dovednostní výbavou z Bukurešti začal rok nato pracovat v laboratoři Roberta Chamberse na Newyorské univerzitě. Tehdy ho na jednom semináři oslovil Belgičan Albert Claude a pozval kolegu do newyorského Rockefellerova ústavu pro lékařský výzkum. V oddělení patologie vedeném Jamesem Murphym se Palade připojil ke Claudeově skupině, pracující s elektronovým mikroskopem. Zpočátku se zabýval hlavně frakcionací buňky a proti dosavadním postupům s homogenizací vodou nebo fyziologickým roztokem našel výrazně lepší způsob, když s Claudeovými žáky Georgem Hogeboomem a Walterem Schneiderem vynalezl „sacharózovou metodu“ homogenizace a frakcionace jaterní tkáně, pomocí níž z buněčné frakce Claudeových „velkých granul“ poprvé izoloval a charakterizoval intaktní mitochondrie a také zjistil přítomnost frakce submikroskopických částic bohatých na nukleové kyseliny (Cytochemical Studies of Mammalian Tissues. I. Isolation of Intact Mitochondria from Rat Liver; Some Biochemical Properties of Mitochondria and Submicroscopic Particulate Material. J Biol Chem 1948; 172: 619–635; s Hogeboomem a Schneiderem), později nazvaných ribozomy.

V Rumunsku byl mezitím svržen a vyhnán král Michal I., parlament v čele s lékařem Parhonem přijal novou ústavu podle sovětského vzoru a na hranicích s Jugoslávií a Maďarskem rostly zátarasy bránící vlast před odchodem jejích občanů. George Palade se tam po vyčerpání stipendia nevrátil – jako „assistant professor“ zůstal v newyorském Rockefellerově ústavu.

Spolupracovník Keith R. Porter užíval k fixaci preparátů pro elektronovou mikroskopii oxid osmičelý, ten však špatně pronikal tkání, nefixoval ji dokonale a acidifikací působil morfologické změny. Palade dosahoval zlepšení homogenizací tkáně přímo ve fixativu nebo inhibitory enzymů a zvláště výrazně zlepšil kvalitu fixace rozsekáním tkáně nadrobno a pufrováním 1% osmiumtetroxidu při pH 7,3–7,5 acetátveronalovým pufrem (A study of Fixation for Electron Microscopy. J Exp Med 1952; 95: 285–298). Tento „Paladeho nálev“ se stal běžným fixativem pro elektronovou mikroskopii na příštích 10 let, než byl doplněn glutaraldehydem.

V roce 1952 získal Palade americké občanství, o rok později byl jmenován mimořádným pracovníkem Rockefellerova ústavu. Se spoluobjevitelem endoplazmatického retikula Porterem začal zkoumat tuto pro syntetické reakce ústřední strukturu, která mu připadala jako píseň mořské panny – neodolatelná a průsvitná – a kterou nacházel ve všech živočišných i rostlinných buňkách (Studies on the Endoplasmic Reticulum: I. Its Identification in Cells in Situ. J Exp Med 1954; 100: 641–656; s Porterem. II. Simple Dispositions in Cells in Situ. J Biophys Biochem Cytol 1955; 1: 567–582. III. Its Form and Distribution in Striated Muscle Cells. Ibid. 1957; 3: 269–300; s Porterem). V roce 1955 založil Journal of Biophysical and Biochemical Cytology, později přejmenovaný na Journal of Cell Biology, a po více než 12 let byl editorem tohoto časopisu. V 1. ročníku referoval, že objevil elektrondenzní „granulární složku“ cytoplazmy, volnou nebo vázanou na endoplazmatické retikulum a zvláště hojnou v buňkách tvořících bílkoviny, a že soudí na vysoký obsah RNA a účast na proteosyntéze (A Small Particulate Component of the Cytoplasm. J Biophys Biochem Cytol 1955; 1: 59–68). Opět tak dospěl k dosud bezejmenným ribozomům.

V roce 1956 byl jmenován řádným profesorem buněčné biologie. S biochemikem Philipem Siekevitzem zkoumal morčecí slinivku, orgán produkující bílkoviny exokrinně (enzymy) i endokrinně (hormony), pomocí technik buněčné frakcionace a elektronové mikroskopie (Pancreatic Microsomes: an Integrated Morphological and Biochemical Study. J Biophys Biochem Cytol 1956; 2: 671–690; se Siekewitzem), později i autoradiografie (A Cytochemical Study on the Pancreas of the Guinea Pig: I. Isolation and Enzymatic Activities of Cell Fractions. J Biophys Biochem Cytol 1958; 4: 203–218. II. Functional Variations in the Enzymatic Activity of Microsomes. Ibid. 1958; 4: 309–318. III. In Vivo Incorporation of Leucine-1-C14 into the Proteins of Cell Fractions. Ibid. 1958; 4: 557–566. IV. Chemical and Metabolic Investigation of the Ribonucleoprotein Particles. Ibid. 1959; 5: 1–10. V. In Vivo Incorporation of Leucine-1-C14 into the Chymotrypsinogen of Various Cell Fractions. Ibid. 1960; 7: 619–630. VI. Release of Enzymes and Ribonucleic Acid from Ribonucleoprotein Particles. Ibid. 1960; 7: 631–644. (Cytochemical Study on the Pancreas of the Guinea Pig: VII. Effects of Spermine on Ribosomes. J Cell Biol 1962; 13: 217–232; vždy se Siekevitzem).

S Porterem a dalšími spolupracovníky z Rockefellerova ústavu založil v roce 1960 Americkou společnost pro buněčnou biologii. Tehdy začal s postdoktorandkou-cytoložkou Marilyn Gist Farquharovou studovat osudy feritinu ve stěně ledvinného klubíčka (Segregation of Ferritin in Glomerular Protein Absorption Droplets. J Biophys Biochem Cytol 1960; 7: 297–304; s Farquharovou). Zkoumali přepravu feritinu stěnou kapiláry glomerula normální a nefrotické ledviny (Glomerular Permeability: I. Ferritin Transfer across the Normal Glomerular Capillary Wall. J Exp Med. 1961; 113: 47–66; s Farquharovou a Wissigem. II. Ferritin Transfer across the Glomerular Capillary Wall in Nephrotic Rats. J Exp Med 1961; 114: 699–716; s Farquharovou). V roce 1961 byl zvolen do Národní akademie věd.

V roce 1964 s Lucienem G. Caro vysledoval pomocí autoradiografie celou nitrobuněčnou sekreční dráhu bílkovin od syntézy po uvolňování z buňky pankreatu (Protein Synthesis, Storage, and Discharge in the Pancreatic Exocrine Cell: An Autoradiographic Study. J Cell Biol 1964; 20: 473–495; s Caroem). S Ewaldem R. Weibelem pomocí transmisního elektronového mikroskopu objevil v endoteliálních buňkách drobných arterií krysy i člověka dosud neznámá tyčinkovitá elektrondenzní tělíska tvořená svazkem jemných tubulů v membránovém obalu (New Cytoplasmic Components in Arterial Endothelia. J Cell Biol 1964; 23: 101–112; s Weibelem). Pozdější výzkum odhalil, že tato Weibel-Paladeho granula obsahují tzv. von Willebrandův faktor, glykoprotein vytvářený endotelovou buňkou a důležitý pro hemostázu.

V roce 1966 Palade objevil vazbu ribozomů k endoplazmatickému retikulu prostřednictvím větší podjednotky nesoucí informační RNA kódující pro syntézu bílkoviny a usoudil, že bílkovina je syntetizována skrz membránu do lumina endoplazmatického retikula (On the Attachment of Ribosomes to Microsomal Membranes. J Mol Biol 1966; 19: 503–524; se Sabatinim a Tashiroem).

V roce 1966 dostal Cenu Alberta Laskera za základní lékařský výzkum. V následujících letech s Jamesem D. Jamiesonem odhalil dráhu sekrece bílkovin v exokrinní pankreatické buňce od tvorby na ribozomech vázaných na endoplazmatické retikulum přes průchod soustavou dutinek retikula a Golgiho aparátem do skladovacích váčků z něj pučících (Intracellular Transport of Secretory Proteins in the Pancreatic Exocrine Cell. I. Role of the Peripheral Elements of the Golgi Complex. J Cell Biol 1967; 34: 577–596, II.–IV. tamtéž 1967–1968, vždy s Jamiesonem). V roce 1969 zemřela jeho žena Irina. O rok později se oženil s Marilyn Gist Farquharovou a s Albertem Claudem a Keithem R. Porterem dostal Cenu Louisy Gross Horwitzové za biologii nebo biochemii.

S vědomím, že nastává čas pro plodnou součinnost cytologie s tradičními obory patologie a klinické medicíny, odešel v roce 1973 s Marilyn a Jamiesonem z Rockefellerovy univerzity, aby se stal profesorem a přednostou nového oddělení cytologie na Yaleově univerzitě v New Havenu. Svou pozornost tam upřel na syntézu buněčných a nitrobuněčných membrán.

Nobelovu cenu za fyziologii nebo lékařství dostali v roce 1974 lovaňský cytolog a onkolog Albert Claude, lovaňský a newyorský fyziologický chemik Christian de Duve a newhavenský cytolog George Palade „za své objevy týkající se strukturální a funkční organizace buňky.“ Na slavnosti ve Stockholmu 10. prosince 1974 je králi Carlu XVI. Gustavovi za švédskou Královskou akademii věd představil genetik Jan-Erik Edström z Karolinského ústavu, který v přehledu historie buněčné biologie zmínil meze studia subcelulárních struktur optickým mikroskopem i naděje vkládané od třicátých let 20. století v elektronovou mikroskopii a splněné, když Albert Claude vynalezl způsob zpracování buněčného materiálu a následující problém třídění nitrobuněčných složek k určování jejich chemické skladby vyřešil fragmentací buněk a separací složek pomocí centrifugace. Edström vyzvedl de Duveův objev lyzozomu, organely sloužící k odklízení a spalování buněčného odpadu, starých buněčných složek i mikrobů, a poté Paladeho zásluhu o rozvoj elektronové mikroskopie k nejvyššímu stupni mistrovství, Paladeho objev ribozomu a Paladeho výzkum funkce Golgiho aparátu. Zdůraznil prospěch díla trojice laureátů biologii i klinické medicíně.

Dne 12. prosince 1974 měl Palade nobelovskou přednášku, v jejímž závěru se od obvyklého přehledu laureátova životního díla odpoutal ke kritickému hodnocení tehdy známých skutečností sekrečního procesu. Uvedl šest postupných kroků sekrece bílkovin ve slinivce v tomto sledu: syntéza, odlučování, doprava uvnitř buňky, soustřeďování, skladování, uvolňování. U každého kroku rozlišil důkladně probádaná fakta od pravděpodobností i pouhých dohadů a skončil rozpravou o účasti povrchové membrány (Intracellular Aspects of the Process of Protein Synthesis. Science 1975; 189: 347–358, 867).

V roce 1975 založil na Yaleově univerzitě oddělení cytologie a byl jmenován jeho přednostou jako „Sterling professor“ tohoto oboru. V letech 1975–1976 byl prezidentem Americké společnosti buněčné biologie. Přednostou oddělení cytologie zůstal do roku 1983, kdy se stalo ústavem a on v něm pokračoval jako starší vědec-výzkumník, profesor emeritus cytologie a zvláštní poradce děkana lékařské fakulty. Zasloužil se o založení Annual Review of Cell Biology a jako editor tam s Brucem Albertsem a Jamesem Spudichem působil přes 10 let. Od prezidenta USA Ronalda Reagana přijal v roce 1986 Národní medaili za vědu jako ocenění mimořádných zásluh v oblasti biologických oborů, jmenovitě za významné objevy základních superkomplexních struktur s vysokým stupněm uspořádání, přítomných ve všech biologických buňkách.

V roce 1990 přešel z Yaleovy na Kalifornskou univerzitu v San Diegu, kde založil Ústav buněčné a molekulární medicíny a stal se děkanem lékařské fakulty pro vědecké záležitosti. V roce 2001 odešel na odpočinek, zůstal však na Kalifornské univerzitě jako konzultant. Dne 7. října 2008 jeho děti Georgia van Dusen v New Yorku, Philip v arkansaském Little Rocku a další dva synové Bruce a Douglas v San Diegu osiřeli, když ve svém domě v kalifornském Del Maru podlehl Parkinsonově nemoci muž, který neúnavně prosazoval cytologii mezi lékařskými obory v přesvědčení, že tato věda umožní splnit stoletý sen o analýze chorob na buněčné úrovni jako prvním kroku k jejich konečnému ovládnutí.

MUDr. Pavel Čech

Kabinet dějin lékařství 3. LF UK

Ruská 87, 100 00 Praha 10

e-mail: pavel.cech@lf3.cuni.cz 


Zdroje

1. Blobel G. Obituary: George Emil Palade (1912–2008). Nature 2008; 456(7218): 52.

2. Jamieson JD. A Tribute to George E. Palade. J Clin Invest 2008; 118(11): 3517–3518.

3. Kresge N, Simoni RD, Hill RL. George Emil Palade: How Sucrose and Electron Microscopy Led to the Birth of Cell Biology. J Biol Chem 2005; 280(22): e19.

4. Lowenstein CJ, Morrell CN, Yamakuchi M. Weibel-Palade Bodies: Vesicular Trafficking on the Vascular Highways. In: Aird WC (ed.) Endothelial Biomedicine. Cambridge Univ. Press 2007; 657–663.

5. Poccia DL. George Emil Palade. In: Magill FN. (ed.) The Nobel Prize Winners. Pasadena – Englewood Cliffs: Salem Press 1991; 3: 1191–1199.

6. Palade G. Autobiography. In: Lindsten J. (ed.) Nobel Lectures in Physiology or Medicine 1971–1980. Singapore: World Scientific 1992; 173–176.

7. Sabatini DD. George Palade 1912–2008. Nat Cell Biol 2008; 10(12): 1374.

8. Sodomka L, Sodomková Magd., Sodomková Mark. Kronika Nobelových cen. Praha: Euromedia Group k. s. – Knižní klub 2004; 347–348.

9. Tartakoff AM. 2002. George Emil Palade: Charismatic Virtuoso of Cell Biology. Nat Rev Mol Cell Biol 2002; 3(11): 871–876.

10. Zorca SM, Zorca CE. The Legacy of a Founding Father of Modern Cell Biology: George Emil Palade (1912-2008). Yale J Biol Med 2011; 84(2): 113–116.

Štítky
Adiktologie Alergologie a imunologie Angiologie Audiologie a foniatrie Biochemie Dermatologie Dětská gastroenterologie Dětská chirurgie Dětská kardiologie Dětská neurologie Dětská otorinolaryngologie Dětská psychiatrie Dětská revmatologie Diabetologie Farmacie Chirurgie cévní Algeziologie Dentální hygienistka

Článek vyšel v časopise

Časopis lékařů českých


Nejčtenější v tomto čísle

Tomuto tématu se dále věnují…


Kurzy

Zvyšte si kvalifikaci online z pohodlí domova

Krvácení v důsledku portální hypertenze při jaterní cirhóze – od pohledu záchranné služby až po závěrečný hepato-gastroenterologický pohled
nový kurz
Autoři: PhDr. Petr Jaššo, MBA, MUDr. Hynek Fiala, Ph.D., prof. MUDr. Radan Brůha, CSc., MUDr. Tomáš Fejfar, Ph.D., MUDr. David Astapenko, Ph.D., prof. MUDr. Vladimír Černý, Ph.D.

Rozšíření možností lokální terapie atopické dermatitidy v ordinaci praktického lékaře či alergologa
Autoři: MUDr. Nina Benáková, Ph.D.

Léčba bolesti v ordinaci praktického lékaře
Autoři: MUDr. PhDr. Zdeňka Nováková, Ph.D.

Revmatoidní artritida: včas a k cíli
Autoři: MUDr. Heřman Mann

Jistoty a nástrahy antikoagulační léčby aneb kardiolog - neurolog - farmakolog - nefrolog - právník diskutují
Autoři: doc. MUDr. Štěpán Havránek, Ph.D., prof. MUDr. Roman Herzig, Ph.D., doc. MUDr. Karel Urbánek, Ph.D., prim. MUDr. Jan Vachek, MUDr. et Mgr. Jolana Těšínová, Ph.D.

Všechny kurzy
Kurzy Doporučená témata Časopisy
Přihlášení
Zapomenuté heslo

Nemáte účet?  Registrujte se

Zapomenuté heslo

Zadejte e-mailovou adresu se kterou jste vytvářel(a) účet, budou Vám na ni zaslány informace k nastavení nového hesla.

Přihlášení

Nemáte účet?  Registrujte se