Naime, svi znamo da je kisik neophodan za život i da je to razlog zašto moramo disati. Postoje naravno, i anaerobni organizmi, poput nekih bakterije, koji se razvijaju i razmnožavaju u uslovima smanjene količine kisika. Fundamentalno znanje o važnosti kisika za živi svijet je postojalo nekoliko stotina godina, ali se zapravo malo znalo o adaptivnim mehanizmima ćelija u uslovima promjene količine kisika.
Gregg L. Semenza (rođen 1956. u Queens, New York) je profesor pedijatrije, onkologije i biohemije pri Johns Hopkins University School of Medicine, Baltimore, a njegova alma mater je Harvard. Otkrio je hipoksija-inducirajuće faktore (HIF-1), proteine koji kontrolišu transkripciju u situacijama smanjenja količine kisika (hipoksije). HIF signalni put je veoma važan metabolički put, a uključen je i u diferencijaciju ćelija. Hipoksija, preko HIF signalnog sistema reguliše formaciju krvnih sudova, ali i migraciju keratinocita – ćelija koje čine epitel kože, što pomaže obnavljanje epitela. Međutim, ovim putem se stvaraju i novi krvni sudovi u tumorima.
Sir Peter J. Ratcliff (rođen 1954. u Lancashire) je britanski ljekar i molekularni biolog koji je također istraživao hipoksiju i reakcije ćelija na smanjenje kisika. Od 2004. je profesor na Univerzitetu Oxford, a njegova alma mater je Univerzitet Cambridge. 1989. Ratcliff i njegov tim su istraživali regulaciju eritropoetina, hormona koji utječe na stvaranje eritrocita. Eritropoetin stvaraju ćelije bubrega u uslovima niže koncentracije kisika i upravo je to razlog zašto na većim nadmorskim visinama dolazi do povećanog stvaranja crvenih krvnih zrnaca. Ljudi i životinje koji žive na velikim nadmorskim visinama, poput stanovnika Anda i njihovih lama, imaju više eritrocita nego mi, koji živimo na mnogo manjim nadmorskim visinama. Boravak na planini će na organizam utjecati tako da podstiče stvaranje više eritrocita, potrebnih za distribuciju manje dostupne količine kisika.
Ratcliffova grupa je, međutim, otkrila kako i druge stanice, van bubrega, također odgovaraju na smanjenje količine kisika. Deseci drugih tipova ćelija, kako kod ljudi, tako i kod drugih organizama, mogli su stvarati eritropoetin u stanju hipoksije. Nastavljajući rad na ovom otkriću, Ratcliffe i njegovi saradnici su otkrili detaljan molekularni lanac događaja koji ćelije koriste kako bi „osjetile“ kisik. Veliki dio našeg trenutnog razumijevanja hipoksije proizašao je iz Ratcliffeove laboratorije.
William Kaelin Jr. (rođen 1957. u New York City) je profesor medicine na Univerzitetu Harvard, a alma mater mu je Univerzitet Duke, Sjeverna Karolina. Glavnina njegovog rada posvećena je istraživanju gena supresora tumora, poput gena p53 te ulozi mutacija u nastanku tumora.
Značaj rada ove trojice naučnika na polju istraživanja hipoksije leži u činjenici da način na koji ćelije odgovaraju na količinu kisika te način na koji ga mogu osjetiti uveliko oblikuje neke fiziološke i patološke procese. Bolje razumijevanje iskorištavanja kisika i reakcije na njegovo smanjenje nam omogućava da bolje razumijemo metabolizam, imunološki odgovor, reakcije na promjenu nadmorske visine, disanje i način na koji koristimo kisik i energiju u toku vježbanja i sportskih aktivnosti. Međutim, genetički mehanizmi koje su Semenza, Ratcliff i Kaelin pojasnili, također leže i u osnovi patoloških stanja kakva su anemija, rak, infekcije, srčani i moždani udar te zacjeljivanje rana.
