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聚焦诺贝尔医学奖,自噬系统的前世今生

 解螺旋 2020-08-27

作者:解螺旋.子非鱼

如需转载请注明来源:解螺旋·医生科研助手

导语

2016年诺贝尔物理奖刚刚揭晓!三位英美科学家因其在“拓扑相变及拓扑材料方面的理论发现”而荣获桂冠。而昨日诺贝尔生理医学奖已经花落日本科学家大隅良典,其在细胞自噬领域做出了杰出的贡献,本文就扒一扒细胞自噬的前世今生。

昨日诺贝尔生理/医学奖揭开面纱

在273名被提名的科学家中

大隅良典(Yoshinori Ohsumi)

因其在自噬反应做出的卓越贡献

杀出重围,脱颖而出荣获桂冠

大隅良典在接到获奖通知时非常惊讶

彼时他还正在实验室进行研究

那时正在为祖国母亲庆生而无心研究的我

奉献出了自己的膝盖




1945.2.9出生于日本福冈,1974年获得东京大学理学博士学位,之后在纽约洛克菲勒大学做博后。1977年返回日本,就职于东京大学。他是日本第23个诺奖得主以及第6位医学奖得主。2015~2016年间,他已共获得5项国际医学或生理学大奖,包括本次的诺贝尔生理学及医学奖、2015年盖尔德纳基金会国际奖(Gairdner FoundationInternational Award)及2016年威利奖(WileyPrize in Biomedical Sciences)。

然而这并不是自噬领域中第一次获此殊荣

早在1963年,该领域里的开山祖师爷——

比利时科学家Christian de Duve


便首次提出了自噬(autophagy)概念

并因1955年发现的溶酶体而获得诺奖


然而,该现象背后的机理研究一直困难重重

此后70、80年代,科研者的注意力一直

聚焦于胞内蛋白降解系统——蛋白酶体

也因此成就了2004年三名诺贝尔化学奖得主

他们虽然解释了单个蛋白质在胞内的降解过程

但却不能解释自噬如何对细胞器进行清除


直至1992年大隅良典教授发现

酵母菌在饥饿时出现大量的自噬现象

并进行了自噬相关基因遗传筛选研究

才于1993年找到了自噬相关的酵母突变体

4年后,他因发现了第一个自噬基因ATG1

和自噬特征蛋白LC3,成为了该领域里的泰斗



至今其研究团队已经克隆了35个ATG基因

今年7月发表的Cell论文成功探明了

细胞自噬的启动机制

这也成为了将他推上诺奖的“最终一击”。


此外,还有两位科学家也对

细胞自噬做出了极大贡献

1996年密歇根大学的Daniel Klionsky

在研究蛋白从胞质到溶酶体的定位过程中

发现了调节自噬反应的相关基因

而美国的Beth Levine教授则发现了

诱导自噬作用的信号蛋白Beclin1

可与抗凋亡蛋白Bcl-2结合

进而掌控着细胞的生死命运

因此,细胞自噬与生物发育、稳态平衡

有着密不分可的关系


简言之,在正常情况下,

细胞自噬就像家里的吸尘器

可将细胞里坏掉的细胞器(如线粒体)等

随时清除掉以保证家里的清洁

同时,它还可联手免疫系统

共同抵御病毒和细菌(如结核杆菌)的侵袭

以此来阻止细胞的衰老和死亡


然而,任何事物都要把握好一个度

不然就会走向极端

一旦细胞凋亡与自噬间的平衡被打破

细胞便开启了花样“作死”之路

要么任性的将自噬反应进行至生命结束

要么直接将细胞自噬转换为细胞凋亡

因而,细胞自噬还是一把双刃剑

举个栗子

在饥饿疗法中,肿瘤细胞便策反了

自噬系统进而处于休眠状态

以便条件允许时可以卷土重来;

而自噬系统一旦崩溃或缺陷

就会助纣为虐,加速细胞衰老

神经退行性疾病等就会接踵而至

虽说目前,细胞自噬在全球范围内尚未

真正触及真正的临床产业应用

但是其研究前景非常美好

如果说在上世纪末

细胞自噬还名不见经传

那么此番在大隅良典的推动下

未来,自噬作用必然会成为科研界

一颗炙手可热的耀眼明星!


近年来,自噬反应研究呈现井喷之势

参考文献:1.http://www./nobel_prizes/medicine/laureates/2016/press.html

2. Autophagy: From phenomenology tomolecular understanding in less than a decade

3. Development by Self-Digestion

4.Nobel honors discoveries on how cells eat themselves

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