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瑞典卡羅琳斯卡醫(yī)學(xué)院于北京時(shí)間 10 月 3 號(hào) 17:30 分,在首都斯德哥爾摩公布了 2016 年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)?wù)摺?/span>
Yoshinori Ohsumi,日本分子細(xì)胞生物學(xué)家,主要致力于細(xì)胞「自噬作用」的研究。1945 年出生于日本福岡。1974 年從東京大學(xué)獲得博士學(xué)位。曾在洛克菲勒大學(xué)工作。其后應(yīng)東大教授安樂泰宏的要請(qǐng)返回日本。1977-1988 年在東京大學(xué)任職。2004 擔(dān)任綜合研究大學(xué)院大學(xué)生命科學(xué)科兼任教授,2009 年退休后或名譽(yù)教授稱號(hào)。同年任東京工業(yè)大學(xué)綜合研究院特聘教授。
北京時(shí)間 3 日 17 時(shí) 30 分,由諾貝爾委員會(huì)宣布,日本科學(xué)家 Yoshinori Ohsumi (大隅良典)獲得今年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng),獎(jiǎng)勵(lì)他發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞自噬的機(jī)制。
今年的諾貝爾獎(jiǎng)獲得者發(fā)現(xiàn)并闡明了自噬作用機(jī)制,這是細(xì)胞成分降解和回收的基本過程。
autophagy 這個(gè)詞來源于希臘語 auto- 和 phagein,意思分別是自我和吞噬,因此自噬表示自我吞噬。 1960s 開始產(chǎn)生自噬這個(gè)概念,那時(shí)研究人員首次觀察到細(xì)胞損害自身組分,把他們包圍在細(xì)胞膜內(nèi),形成袋狀囊泡,運(yùn)輸?shù)交厥詹课唬Q為用來實(shí)現(xiàn)降解的溶酶體。對(duì)這個(gè)現(xiàn)象研究的難點(diǎn)在于對(duì)這個(gè)方面知之甚少,知道 1990s Yoshinori Ohsumi 用釀酒酵母來驗(yàn)證自噬不可或缺的編碼基因。然后他進(jìn)一步闡明了釀酒酵母中自噬的作用機(jī)制,并標(biāo)明類似復(fù)雜的作用機(jī)制在我們的細(xì)胞中也存在。
Yoshinori Ohsumi 的發(fā)現(xiàn)對(duì)我們理解細(xì)胞如何回收他的組分來說,可以說是把我們帶到一個(gè)新的視角。他的發(fā)現(xiàn)為我們理解自噬在很多生理過程中的基礎(chǔ)作用指明了道路,比如對(duì)饑餓或感染的反應(yīng)。自噬基因的突變會(huì)導(dǎo)致疾病和一些癌癥或精神疾病的一些吞噬過程。
1950s 中期,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了新的細(xì)胞組分 -- 細(xì)胞器,含有消化蛋白的酶、碳水化合物和脂類。這個(gè)細(xì)胞器被稱為溶酶體,用來降解細(xì)胞組分。比利時(shí)科學(xué)家 Christian de Duve 因?yàn)槿苊阁w的發(fā)現(xiàn)獲得 1974 年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。1960s 新的研究發(fā)現(xiàn)溶酶體里有時(shí)有大量的細(xì)胞組分,甚至細(xì)胞器。細(xì)胞似乎有運(yùn)輸大量物體到溶酶體的運(yùn)輸機(jī)制。進(jìn)一步的生化和微觀分析揭示是通過囊泡運(yùn)輸這些物體到溶酶體來實(shí)現(xiàn)降解。Christian de Duve 在發(fā)現(xiàn)溶酶體以后,發(fā)明了術(shù)語自噬來描述這個(gè)過程。這些囊泡也叫自噬小泡。
1970s 和 1980s,研究人員集中精力研究降解蛋白的另一個(gè)系統(tǒng), 也叫蛋白酶體。在這個(gè)領(lǐng)域,Aaron Ciechanover, Avram Hershko 和 Irwin Rose 因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)了泛素介導(dǎo)的蛋白降解獲得 2004 年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。蛋白酶體可有效降解蛋白質(zhì),但是這個(gè)機(jī)制沒有解釋清楚細(xì)胞是如何擺脫大蛋白復(fù)合物和老的細(xì)胞器。那么自噬或許能解釋這個(gè)問題,是什么呢?
Yoshinori Ohsumi 在各個(gè)研究領(lǐng)域都很活躍,直到 1988 年他創(chuàng)辦了自己的實(shí)驗(yàn)室,才開始聚焦研究液泡中蛋白降解。液泡是一個(gè)細(xì)胞器,相當(dāng)于人體中的溶酶體。酵母細(xì)胞比較容易研究,因此它們經(jīng)常被用來作為人類細(xì)胞的模型。尤其是用來鑒別對(duì)復(fù)雜細(xì)胞途徑非常重要的基因方面特別有用。酵母細(xì)胞非常小,內(nèi)部結(jié)構(gòu)在分辨顯微鏡下也不容易看到,因此 Yoshinori Ohsumi 也不確定酵母體內(nèi)是否存在自噬。他說,自噬過程是活躍的,如果他能擾亂液泡中的降解過程,那么自噬體會(huì)在液泡中積累,從而在顯微鏡下可見。因此他培養(yǎng)了液泡降解酶缺乏的突變酵母,同時(shí)慢慢地刺激發(fā)生自噬,結(jié)果是驚人的。不到一個(gè)小時(shí),液泡中充滿了未退化的小囊泡,就是自噬體。他的實(shí)驗(yàn)證明了酵母中存在自噬。更重要的是,他有一個(gè)方法來驗(yàn)證和表征這個(gè)過程中的關(guān)鍵基因。 Yoshinori Ohsumi 在 1992 年發(fā)表了這個(gè)關(guān)鍵性突破。
如何被發(fā)現(xiàn) Yoshinori Ohsumi 開始利用他構(gòu)建好的酵母基因工程菌開展進(jìn)一步研究。如果對(duì)自噬有影響的基因失活,那么這個(gè)自噬體積累過程不會(huì)發(fā)生。Yoshinori Ohsumi 將酵母細(xì)胞暴露中化學(xué)物質(zhì)中來實(shí)現(xiàn)對(duì)一些基因的隨機(jī)突變,然后他誘導(dǎo)了自噬。結(jié)果奏效了。在他發(fā)現(xiàn)酵母中存在自噬的一年內(nèi),隨后他發(fā)現(xiàn)了和自噬有關(guān)的第一個(gè)基因,在他隨后的研究中,由這些基因編碼的蛋白被表征。結(jié)果顯示自噬由一系列蛋白和蛋白復(fù)合體控制,每一個(gè)調(diào)控自噬萌發(fā)和產(chǎn)生的過程。
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