北京时间 3 日 17 时 30 分,由诺贝尔委员会宣布,日本科学家 Yoshinori Ohsumi (大隅良典)获得今年诺贝尔生理学或医学奖,奖励他发现了细胞自噬的机制。
今年的诺贝尔奖获得者发现并阐明了自噬作用机制,这是细胞成分降解和回收的基本过程。
autophagy 这个词来源于希腊语 auto- 和 phagein,意思分别是自我和吞噬,因此自噬表示自我吞噬。 1960s 开始产生自噬这个概念,那时研究人员首次观察到细胞损害自身组分,把他们包围在细胞膜内,形成袋状囊泡,运输到回收部位,称为用来实现降解的溶酶体。对这个现象研究的难点在于对这个方面知之甚少,知道 1990s Yoshinori Ohsumi 用酿酒酵母来验证自噬不可或缺的编码基因。然后他进一步阐明了酿酒酵母中自噬的作用机制,并标明类似复杂的作用机制在我们的细胞中也存在。
Yoshinori Ohsumi 的发现对我们理解细胞如何回收他的组分来说,可以说是把我们带到一个新的视角。他的发现为我们理解自噬在很多生理过程中的基础作用指明了道路,比如对饥饿或感染的反应。自噬基因的突变会导致疾病和一些癌症或精神疾病的一些吞噬过程。
降解--所有活细胞的核心功能 1950s中期,科学家发现了新的细胞组分--细胞器,含有消化蛋白的酶、碳水化合物和脂类。这个细胞器被称为溶酶体,用来降解细胞组分。比利时科学家 Christian de Duve 因为溶酶体的发现获得 1974 年诺贝尔生理学或医学奖。1960s 新的研究发现溶酶体里有时有大量的细胞组分,甚至细胞器。细胞似乎有运输大量物体到溶酶体的运输机制。进一步的生化和微观分析揭示是通过囊泡运输这些物体到溶酶体来实现降解。Christian de Duve 在发现溶酶体以后,发明了术语自噬来描述这个过程。这些囊泡也叫自噬小泡。
自噬基因如何被发现
核心论文 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
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