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细胞生物学家大隅良典因发现细胞自噬的机制荣获2016年诺贝尔生物学奖

日期:2016-10-16|来源:
2016年诺贝尔奖揭晓

 

    瑞典斯德哥尔摩当地时间3日中午11时30分,日本分子细胞生物学家大隅良典(Yoshinori Ohsumi)因发现细胞自噬的机制,荣获2016年诺贝尔生理学或医学奖。
    此前,大隅良典所带领的研究小组宣布,他们成功探明了细胞自噬的启动机制。本次研究对预防和治疗由细胞自噬引发的癌症及神经类疾病有重要意义。据悉,这一具体成果已于2016年7月11日刊载在美国知名科学杂志《Developmental Cell 》上。大隅良典的发现引导我们对细胞内容物的回收机制有了新的理解。他的发现为理解自噬在很多生理过程中的重要作用铺平了道路,比如对饥饿的适应性以及对感染的应答。自噬基因的突变可以导致疾病,自噬过程也参与一些疾病发展比如癌症和神经系统疾病。

细胞自噬的发展历程
    自噬是细胞吞噬自身细胞质蛋白或细胞器的过程,细胞借此分解无用蛋白,实现细胞自身的代谢需要和某些细胞器的更新。细胞自噬除了能够分解细胞内的老化物质及有害物质,维持身体健康外,不少有冬眠习性的哺乳类还会利用这一现象,让细胞内的物质再生以此维持生命。
    自噬(autophagy)这个词来源于希腊词语auto(自我)以及Phagein(吃)。所以,自噬表示“将自己吃掉”。1963年,比利时科学家克里斯蒂安·德·迪夫(Christian de Duve,1974年的诺贝尔医学奖得主)发明了“自噬”一词。当时研究人员发现细胞能够将自身成分用膜包起来,形成袋状囊泡并运送到溶酶体降解掉。由于这个领域的研究一直很困难,人们对这个过程知之甚少,直到1990年代大隅良典用一系列美妙的实验在酿酒酵母中发现了自噬的关键基因。他随后阐明了酵母中自噬的机制,并展示了在人的细胞中也有相似的复杂机制。
    20世纪50年代,科学家观察到一种新型的细胞器,它含有可消化蛋白质的酶,碳水化合物以及脂质。这种细胞器后来被称为“溶酶体”,是细胞内生化成分降解的工厂。迪夫因发现溶酶体获得1974年诺贝尔生理学或医学奖。
    在20世纪60年代,科学家陆陆续续在溶酶体内发现许多细胞成分,甚至是细胞器。因此可以推断,细胞内拥有一种机制可以将大量的细胞内容物运输进溶酶体。生化和显微镜下观察的结果也逐渐揭示了一种可将细胞内容物运输到溶酶体的囊泡。迪夫将这个过程称为“自噬”,意为“自食”。这些囊泡则称为自噬体。
    大隅良典教授在1992年发现,在缺乏营养的情况下,酵母细胞出现了大量的自噬现象,这也是人类首次在酵母中看到自噬现象。大隅良典教授决定进行突变株的筛选,他筛选了上千个酵母的突变株,并在1993年找到了一批和自噬有关的酵母突变体,鉴定了15个和自噬有关的基因。4年后,大隅良典教授的团队成功克隆出了ATG1基因(即autophagy related gene)。之后,又有30多个ATG基因被人类找到。之后,和自噬有关的信号通路才得以被阐明。


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