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细胞自噬研究获得2016年生理学或医学诺贝尔奖 精选

已有 14533 次阅读 2016-10-3 18:13 |个人分类:自然科学|系统分类:海外观察

    2016年的生理学或医学奖只给了Yoshinori Ohsumi一个人,奖励他在细胞自噬研究中的贡献。他阐明了细胞自噬的分子机制和生理功能。Ohsumi是首批撰写酵母中自噬信号通路相关蛋白名单的研究人员之一。


大隅良典(Yoshinori Ohsumi1945年出生于日本福冈,现任日本东京工业大学(Tokyo Institute ofTechnology)教授。大隅良典1974年在东京大学取得博士学位,并于1977年在美国洛克菲勒大学完成博士后研究回国,在日本工作至今。他是细胞自噬研究的先驱,2015-2016年间,共获得5项国际医学或生理学大奖,其中包括2015年盖尔德纳基金会国际奖(Gairdner FoundationInternational Award)及2016年威利奖(Wiley Prize in BiomedicalSciences)。

截止到2015年,共有106项生理学或医学诺贝尔奖。1901年到2015年的115年内,106项获奖项目中38项目为一人获奖,12位女性获得该奖项,年龄最小的获奖者是192332岁加拿大医生班廷因为发现胰岛素得奖,年龄最大的获奖者是196687岁弗朗西斯·佩顿·劳斯Peyton Rous因为发现诱导肿瘤的病毒得奖。唯一的中国获奖者是2015年因为青蒿素治疗疟疾研究获奖者是屠呦呦。2013年汤森路透曾经预测,密歇根大学生物化学家的Daniel Klionsky,东京大学研究员Noboru Mizushima,和东京工业大学科学家Yoshinori Ohsumi可能会由于其在细胞自噬研究中的贡献而获奖。不过预测不是非常准确,只有一个人获得,其他2人显然有一些遗憾。

学过生物学的人对细胞凋亡这个名词都比较熟悉,2002年细胞凋亡就已经获得了诺贝尔奖,细胞自噬也熟悉细胞死亡方式,而且是一种有计划程序性的细胞死亡方式,另外有程序性坏死也是非常有意思的现象。细胞自噬(Autophagy)指的是真核生物中对细胞内物质进行周转的一种进化保守过程,是存在于真核生物中一种高度保守的代谢过程,参与了调节细胞物质合成、降解和重新利用的代谢平衡,影响到了生物生命过程的各个方面。细胞自噬是细胞内一种“自食”,而细胞凋亡是“自杀”,二者共用类似的调节分子,但阈值和门槛不同。细胞自噬是继细胞凋亡后,生命科学领域的又一热门研究方向,文献数量在近年来呈爆炸式增长,2006年以前相关文献大约就有1500条。

应该说细胞自噬近年来受到热捧的一个很重要原因就在于其与疾病的关联,首当其冲是衰老相关疾病。细胞自噬典型特征是形成自噬体并呈递给溶酶体,这一过程在蛋白质和细胞器质量控制中起基础作用并维持了细胞能量的稳态。一些研究表明,自噬与细胞衰老密切相关,参与蛋白酶和自噬相关调节的BAG蛋白家族中BAG3/BAG1比值在复制性衰老时增高,且BAG3在细胞衰老时能介导自噬的激活。研究还发现在Ras诱导的细胞衰老进程中亦可观察到较高的自噬活性。

衰老相关疾病和肿瘤发生都和自噬关系密切,但这个研究获得大奖的根本原因是在于增加了人类对自身生理现象的认识,而不在于疾病治疗等应用的价值。

东京工业大学Yoshinori Ohsumi克隆了第一个酵母自噬基因Atg1LC3,主要贡献在于酵母模型下的自噬研究。

需要提出的是,曾获得诺贝尔奖比利时科学家Christian de Duve在上个世纪50年代经过电镜观察到了自噬体结构,并在1963年溶酶体国际会议上首先提出了“自噬”这一说法,所以被公认为自噬研究的鼻祖。

细胞自噬是细胞应对恶劣环境的一种主动反应,就是将自身一部分动员出来,采用自吃的方式,作为能量物质来应对各种不利因素,细胞凋亡则是细胞整体的主动死亡方式,最近有研究发现细胞坏死也存在一种主动的方式被称为程序性坏死,细胞自噬也是一种程序性坏死的类型。细胞自噬(autophagy)是继细胞凋亡(apoptosis)后,近年来生命科学领域的又一热门研究方向。

比利时科学家克里斯汀·德迪夫主要的研究领与在生物化学与细胞生物学,上世纪50年代,他利用刚刚出现的细胞分级分离技术(通过超速离心来分离细胞成分),发现了溶酶体(lysosome)和过氧化物酶体(peroxisome),让人们对细胞内部结构有了更清楚的认识,极大推动了细胞生物学研究。1974年因细胞的结构和功能组织方面的发现(for their discoveries concerning the structural and functional organization of the cell而与阿尔伯特·克劳德、乔治·埃米尔·帕拉德分享了诺贝尔生理学或医学奖。后来,随着研究的深入,德迪夫的兴趣逐渐转向细胞起源,例如内共生学说。

克里斯汀·德迪夫Christian de Duve在上世纪50年代通过电镜观察到自噬体(autophagosome)结构,并且在 1963 年溶酶体国际会议(CIBA Foundation Symposium on Lysosomes)上首先提出了“自噬”这种说法。因此克里斯汀·德迪夫被公认为自噬研究的鼻祖。根据发生过程分为三类:MacroautophagyMicroautophagyChaperone-mediated autophagy CMA),通常说的自噬,泛指巨自噬(Macroautophagy)。

克里斯汀德迪夫在2013年54日选择了安乐死。他出生于1917年,在生命的最后几周,他给自己的朋友写信告诉了他们自己选择安乐死的原因,并在子女到齐之后执行了安乐死,享寿95岁。在比利时安乐死已经合法化。信中提到:在家中跌倒后,便决定选择自己结束生命。要说我不怕死,那是夸大其词,但我不怕死后的世界,因为我不是教徒。当我消失时,就是消失了,什么也不会留下。

一种细胞死亡方式的研究学者,最终选择这种方式,也许就是一种必然的决断。对多细胞生物来讲,细胞死亡是一种经常发生的现象,对生物个体来说,死亡是生命的必然结局,在动物领域,有一些社会性动物会在必要的时期选择主动脱离群体而选择默默死亡,人类作为一种高等动物,现在也有国家法律规定可以选择安乐死的方式,其实对个体来讲,继续生存下去和死亡确实是一个很难的抉择,虽然有一些人如重度抑郁症患者,也会选择主动结束本来没有必要结束的生命。也有一些患者,例如脑死亡的患者,其实已经失去作为社会学人的生命,但由于现代医疗技术仍可以维持基本的生物学生命活动,这些患者因为消耗大量社会医疗资源,对整个人类来讲,并不一定就是正确的选择



2016年诺贝尔奖
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