作者:王佳雯 陈欢欢 崔雪芹 闫洁 来源:科学网 www.sciencenet.cn 发布时间:2016/10/3 21:38:38
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专家解读:细胞自噬机制研究为何摘得诺奖?

大隅良典及夫人和张宏2010年在西安参加第一届中日自噬研讨会。张宏提供。

10月3日下午五点三十分,日本科学家大隅良典(Yoshinori Ohsumi)的名字出现在诺贝尔奖官方网站的首页——2016年诺贝尔生理学或医学奖的桂冠因其发现细胞自噬机制最终被他一人独自收入囊中。

近几年来,细胞自噬一直被视作得诺奖的热门而屡屡出现在各类诺奖预测名单中。浙江大学医学院教授刘伟告诉记者,他们前几年一直期待这个领域获得诺贝尔奖,“今年得知大隅良典一人独立获得,真是非常兴奋”。

清理垃圾的细胞“吸尘器”

每年,汤森路透的引文分析师们都会挖掘其研究平台Web of Knowledge中的权威数据进行评估,识别各领域最有影响力的研究者,对诺贝尔奖获得者进行预测,并发布“引文桂冠奖”,迄今已成功预测了26位诺贝尔奖得主。

大隅良典正是2013年“引文桂冠奖”获得者。不过,同时提名的还有美国密歇根大学生命科学教授 Daniel Klionsky和日本东京大学生物化学与分子生物学教授Noboru Mizushima,他们三人的研究推动了对自噬的分子生物学机制以及自噬的生理功能的认识。不过,今年的诺贝尔奖却被大隅良典独揽。

“细胞自噬”从字面上看并不难理解,就是细胞“自我吞噬”。据第二军医大学教授孙学军介绍,“当细胞营养不良或受到外界伤害的时候,通过自噬,细胞可以度过比较困难的时期”。

中科院生物物理所研究员张宏补充解释称,自噬是细胞或者机体在缺乏能量、或受到胁迫环境,例如缺乏氨基酸、缺氧的情况下,就会在细胞里产生双层膜结构,可以包裹自己的一部分细胞质,运送到溶酶体进行降解。

此外,细胞会不断产生受损伤的细胞器,比如受损伤的线粒体以及蛋白质聚合体,这些需要自噬把它们包裹起来,运送到溶酶体进行降解,“就像家里清扫的吸尘器的功能,自噬不断地对细胞自己进行清理,保持细胞的稳态平衡”,张宏说。

而此次大隅良典之所以能够将诺奖揽入名下,也是因为虽然科学家观察到细胞自噬现象的时间不短,但人们对于自噬的分子机制却并不十分清楚,这便是大隅良典研究的突破所在。

张宏告诉记者,大隅良典在上世纪90年代建了酵母为研究细胞自噬的模型,他通过遗传筛选找到很多基因,并通过研究基因功能,使人们对自噬的分子机制有所了解。“这些基因跟自噬现象在多细胞生物里是高度保守的,极大地推动了我们对自噬的了解,以及自噬异常跟疾病发生的关系。”张宏说。

不可或缺的细胞质量控制系统

孙学军告诉记者,自噬是一种细胞生理现象,它的作用首先是自我保护,抗衰老、对抗损伤如微生物的免疫,是其基本价值。

而正是因为自噬具有自我保护、能够维持细胞的质量平衡的特点,它的研究与疾病研究间的关联也显得愈发重要。

“比如神经退行性疾病,很多神经元都是由于蛋白质聚合体累积,使细胞不能正常发生功能或死亡。”张宏解释称,因而自噬跟肿瘤、免疫性疾病、糖尿病等几乎所有疾病都有关系。

事实上,这也是当下科学界对于自噬研究的焦点所在——科学家更多地将对自噬的研究聚焦到“它是细胞里的一个质量控制系统”这一层面。

据刘伟介绍,我国每年的国家科学基金很大一部分都是围绕细胞自噬在做,“因为它与很多疾病有关,从医学到生命科学、还有植物细胞的自噬等,涉及的面非常广,对疾病的治疗、对药物靶点的发现都非常重要”。

不过专家也指出,当下自噬研究直接的应用价值还没有得到很好的体现,但这并不能否定它在疾病研究中的价值。

张宏告诉记者,自噬的研究跟临床肯定有关系。“自噬是一把双刃剑,可以使细胞死亡、也可以使细胞存活,我们需要了解自噬具体的功能,那些死亡、有病变的细胞自噬功能到底异常在哪儿,我们才能对症下药。”

基础突破引来研究热潮

回看细胞自噬研究的历程,它能够成为当下研究的热门,离不开科学家的不懈推动。

据孙学军介绍,上世纪60年代,科学家通过电镜观察到了细胞自噬现象,并在不久后提出了“自噬”的概念。但当时碍于缺乏良好的研究工具,自噬研究的推进并不顺利。

“真正打开局面,把自噬现象推入研究正轨的是大隅良典”,张宏说,在他看来,“大隅良典的工作是开创性的”。正如诺奖评审委员会所说,“在我们理解细胞如何重复利用其成分方面带来了一种新范式。”

事实上,大隅良典同中国颇有渊源。2015年大隅良典获得中国生物物理学会颁发的贝时璋国际奖,以表彰他对中国科学的贡献,他亲自来中国参加会议并领奖。此外,大隅良典还和张宏一起组织了中日自噬研讨会,每年分别在中日两国举行。

张宏认为,大隅良典对中国的科学发展非常推崇,经常来中国参加学术交流。“他认为中国的科学在往上走,中国科学家的工作也比较扎实。”

据悉,中国的研究在自噬领域相当强。张宏是国际上第一个用多细胞生物做遗传筛选,找到了很多在酵母中不存在但在人类存在的新的自噬基因,最近发现这些自噬基因的突变会引起人类很多疾病。

此外,清华大学俞立在自噬和溶酶体再生方面,中科院动物所陈诠在线粒体选择性自噬方面,清华陈烨光在自噬和信号传导方面都有重要的工作,此外还有北医的朱卫国、中科院上海生科院胡荣贵、浙江大学刘伟老师等都有杰出的工作。“可以说中国科学家在自噬方面的研究是非常领先的,有一批科学家在从事相关研究。”张宏说。

事实上,对此次大隅良典获奖,也让张宏有了进一步的思考。他认为,大隅良典的获奖在重视基础科学、不片面追求高影响因子文章这些方面,给了国内科学界一个很好的警示。他坦言,“大隅良典为人谦逊,是我的榜样。”

德国莱布尼茨分子药理学研究所生物化学家Volker Haucke也表示,大隅良典是一个“非常谦虚的人”,“对于那些从事基础研究并且发现了不然有可能被隐藏数十年的过程的人来说,大隅良典是一个典型例子”。

相关专题:2016年诺贝尔奖
 
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2016/10/4 20:15:24 Happychase
说明我们跟的紧
2016/10/4 18:44:47 doctor5
2016/10/4 6:46:07 wqhwqh333
我国每年的国家科学基金很大一部分都是围绕细胞自噬在做
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这是明显的跟踪研究,只会跟在人家后面跑。
能不能来电原创的?咱也拿个诺贝尔奖。
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都是跟风,跟在别人屁股后面爬!
2016/10/4 6:46:07 wqhwqh333
我国每年的国家科学基金很大一部分都是围绕细胞自噬在做
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这是明显的跟踪研究,只会跟在人家后面跑。
能不能来电原创的?咱也拿个诺贝尔奖。
2016/10/4 1:28:49 Sciencebest
读了半天也没读懂。是不是有自噬基因的细胞吃没有这种基因的?比例是有多少?吃接触的还是都吃?大隅怎么观察到的?既然是科普介绍应用普通话说清楚。说了一大堆又举吸尘器不如直接说让外行看懂。
2016/10/3 22:45:14 gaoshannankai
是中科院动物所陈全?
还是南开大学陈佺?还请搞清楚
目前已有6条评论
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