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2016年诺贝尔生理学或医学奖揭晓,大隅良典因发现自噬机理获奖

2016年诺贝尔生理学或医学奖于10月3日公布,日本科学家大隅良典(Yoshinori Ohsumi)教授因“发现自噬的机理(mechanisms for autophagy)”成为新鲜出炉的诺奖得主!


大隅良典1945年出生在日本福冈,于1974年在东京大学(University of Tokyo)获得博士学位。在美国纽约的洛克菲勒大学(Rockefeller University)工作了三年时间后,他回到东京大学,并且在1988年建立了他的研究小组。自2009年起,大隅良典在东京工业大学(Tokyo Institute of Technology)担任教授。


再回到大隅良典获得获奖的工作——自噬。自噬的英语单词autophagy源自希腊语,直接翻译就是“自己吃自己(self eating)”。在20世纪60年代,研究人员首次观察到细胞可以“自己吃自己”,即,细胞将自身的蛋白质或细胞器用膜包裹形成袋状囊泡,并运送到了负责“回收”的溶酶体(lysosome),并与溶酶体融合,随后降解其所包裹的内容物。因发现溶酶体而获得1974年诺贝尔生理学或医学奖的比利时科学家Christian de Duve于是创造了autophagy这个概念来描述这一过程,而这些囊泡被命名为“自噬体(autophagosomes)”。


不过,研究人员一直对这一重要现象背后的机理知之甚少,直到90年代初大隅良典设计的一系列精彩的实验出现。大隅良典的研究兴趣十分广泛,到1988年成立自己的实验室时,他将研究方向定在细胞液泡(vacuole)中的蛋白质降解。相比人类细胞,酵母细胞更容易进行研究,也经常被作为研究人类细胞的模型。大隅良典这时面临一个重要的挑战:酵母细胞都很小,它们的内部结构不容易在显微镜下区分清楚,因此他不确定其中是否有自噬过程存在。大隅良典的想法是,如果能干扰液泡中的降解过程,而自噬过程存在且保持活跃,那么上文提到的自噬体就会在液泡内累积,从而在显微镜下可以看到。于是,他对酵母进行突变,使其缺少液泡降解的酶类,然后通过“饥饿”来刺激酵母细胞发生自噬。结果相当惊人,在几个小时内,液泡中充满了那些没有被降解的囊泡(也就是自噬体),这证明了酵母细胞中存在自噬过程。


这个策略也让大隅良典可以继续研究那些自噬过程相关的关键基因,如果关键基因被突变,自噬过程中断,自噬体的聚集就不会发生,也就无从观察。他随后研究了上千种酵母突变体,鉴定了与自噬有关的15个关键基因。随后,大隅良典研究了这些基因编码的蛋白质,最终发现这一过程被一系列的蛋白质和蛋白质复合物控制,这阐明了酵母自噬的基本机理。随后的研究证实,人类细胞中也存在类型的情况。


这一发现为什么重要?那是因为自噬是细胞生命功能中的关键一环——降解。蛋白质和细胞器通过自噬被降解成更小的组分,通过这种“回收”过程,为细胞更新迅速提供营养物质和“原材料”,这对于细胞应对饥饿和其他类型的压力是必不可少的。另外,自噬可以在细胞被感染后清除那些侵入细胞内的细菌和病毒,与胚胎发育和细胞分化有关。细胞还用自噬清除受损的蛋白质和细胞器,这是一种非常重要的“质量控制”机制。已经有研究发现,自噬过程的异常与帕金森症、2型糖尿病和其他老年人病症有关,也与癌症和神经系统疾病等多种病症相关。自噬相关基因的突变可引起遗传性疾病。现在,有很多正在开发的药物都是以自噬过程为靶标,这些药物将有希望治疗多种疾病。


从科学家们发现自噬已经过去了50年,但发现其在生理学和医学中的重要性,则是大隅良典一系列工作的贡献,也因为这些杰出的工作,大隅良典荣获今年的诺贝尔生理学或医学奖。


重要的研究成果:


Takeshige, K., Baba, M., Tsuboi, S., Noda, T. and Ohsumi, Y. (1992). Autophagy in yeast demonstrated with proteinase-deficient mutants and conditions for its induction. Journal of Cell Biology 119, 301-311


Tsukada, M. and Ohsumi, Y. (1993). Isolation and characterization of autophagy-defective mutants of Saccharomyces cervisiae. FEBS Letters 333, 169-174


Mizushima, N., Noda, T., Yoshimori, T., Tanaka, Y., Ishii, T., George, M.D., Klionsky, D.J., Ohsumi, M. and Ohsumi, Y. (1998). A protein conjugation system essential for autophagy. Nature 395, 395-398


Ichimura, Y., Kirisako T., Takao, T., Satomi, Y., Shimonishi, Y., Ishihara, N., Mizushima, N., Tanida, I., Kominami, E., Ohsumi, M., Noda, T. and Ohsumi, Y. (2000). A ubiquitin-like system mediates protein lipidation. Nature, 408, 488-492


……文风陡变的分割线……


严肃的内容说完了,下面说点不那么严肃的。


估计您的朋友圈很快就会被诺奖刷屏,只是简单的转转本文,有些显不出您低调奢华的八卦……呃,不对……科学之心。怎么做,才能在诺奖刷屏大潮中“出淤泥而不染,濯清涟而更妖”?


小编建议您剑走偏锋,用别人想不到的内容来凸显您的与众不同,比如:用详(leng)实(men)的数据征服他们。


用一种淡淡的语气,写几行话,内容可以从下面选择,复制&粘贴即可:


1. 诺贝尔生理学或医学奖从1901年开始,至今已经颁发了107次,有9年没有颁奖,多在一战和二战期间,分别是:1915, 1916, 1917, 1918, 1921, 1925, 1940, 1941, 1942。


2. 这一百多年来,诺贝尔生理学或医学奖一共有213位诺奖得主,其中仅仅有38人能够单独获奖,今年这次,是第38次三人分享这一奖励。


3. 迄今为止,一共有只有12位女性获得过诺贝尔生理学或医学奖,其中包括我国科学家屠呦呦教授。


4. 所有诺贝尔生理学或医学奖得主中,最年轻的是Frederick G. Banting,他在1932年因发现胰岛素而获奖时,年仅32岁;最年长的是Peyton Rous,他发现了肿瘤诱导病毒,以87岁高龄在1966年获奖。所有得主的平均年龄在58岁左右。


不管朋友圈诺奖刷屏大赛结果如何,该工作的还是要努力工作,这样才能离诺奖更近那么一点点~~


注:以上内容编译自自诺贝尔奖官方网站,图片等内容版权归属于Nobelprize.org


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