Doorbraken in de fysiologie, geneeskunde en scheikunde
De oceaan biedt waardevolle modellen voor fundamenteel onderzoek en vele studies hebben geleid tot beslissende vooruitgang in de fysiologie, geneeskunde en scheikunde. Niet minder dan dertien Nobelprijzen voor geneeskunde of scheikunde zijn toegekend voor werk op basis van aquatische organismen: vissen, cnidariërs zoals de kwal Aequorea victoria of de siphonophore Physalia physalis, weekdieren (tweekleppigen, koppotigen, zeeslakken), kreeftachtigen (krabben), stekelhuidigen (zee-egels, zeesterren), zelfs protozoa…
Het was door zijn werk aan de ingewanden van anemonen of aan een zeester dat Ilja Iljitsj Mechnikov in 1883 de fagocyten en de fagocytose (het proces waarbij een cel een vreemde stof opslokt en vervolgens verteert) ontdekte. Hij deelde de Nobelprijs voor Fysiologie en Geneeskunde 1908 met Paul Ehrlich en wordt sindsdien beschouwd als de vader van de cellulaire immuniteit.
Door de veranderingen in elektrische ladingen te meten en de manier waarop zenuwimpulsen worden uitgewisseld tussen cellen in een zeer grote zenuwvezel van een John CarewEccles, Alan Lloyd Hodgkin en Andrew Fielding Huxley waren pioniers op het gebied van de studie van de overdracht van zenuwimpulsen en kregen in 1963 gezamenlijk de Nobelprijs voor fysiologie of geneeskunde.
EN DE BRON VAN VELE NOBELPRIJZEN
De zee-egel diende als model voor de ontdekking door Otto von Warburg van anti-polyspermische calciumgolven (slechts één spermacel per eicel). Voor Eric Kandel en zijn werk aan de moleculaire basis van het geheugen, was het een zeeslak.
Tijdens zijn studie van de celcyclus van zee-egeleieren ontdekte Sir Tim Hunt cyclines en toonde hij aan dat deze eiwitten, die tijdens de verschillende fasen van de celcyclus worden afgebroken, een cruciale rol spelen in de regulering ervan, niet alleen bij stekelhuidigen, maar ook bij gewervelde dieren. Dit onderzoek had later belangrijke implicaties voor de studie van sleutelmoleculen die betrokken zijn bij de ontwikkeling van kanker (cycline en kinase) en leverde Timothy Hunt, Leland Hartwell en Paul M. Nurse in 2001 de Nobelprijs voor fysiologie en geneeskunde op.
De Nobelprijs voor de Scheikunde 2008 werd toegekend aan Osamu Shimomura, Martin Chalfie en Roger Tsien voor de ontdekking van elektroluminescente organen in de kwal Aequorea victoria van een groen fluorescerend eiwit (GFP) dat intens oplicht onder ultraviolet licht. Dit eiwit veroorzaakte een ware revolutie in de biowetenschappen doordat het onder meer mogelijk werd na te gaan hoe kankertumoren nieuwe bloedvaten vormen, hoe de ziekte van Alzheimer neuronen in de hersenen doodt en hoe HIV-geïnfecteerde cellen nieuwe virussen produceren.
Dit eiwit, dat sinds 1994 wordt gesynthetiseerd, wordt gebruikt in medisch onderzoek. Wetenschappers zijn nu in staat het gen dat de GFP-productie regelt te wijzigen om verschillende kleuringen te geven die ons in staat stellen eiwitten in hun natuurlijke omgeving te bestuderen en bepaalde processen te begrijpen om onze kennis van het complexe netwerk dat het menselijk brein is, te verbeteren.
Aequoreïne, een ander eiwit dat wordt gewonnen uit de kwal Aequorea victoria, wordt gebruikt om het calcium in spierweefsel ter hoogte van de zenuwuiteinden te meten.
