文档介绍：近三年诺贝尔生理或医学奖介绍
吴鹏超
2012000263
Randy W. Schekman,1948年12月30日出生于美国明尼苏达州。现任加州大学伯克利分校分子与细胞生物学系教授。
James E. Rothman,1950年11月3日出生于美国马萨诸塞州。现任耶鲁大学细胞生物学系主任、Fergus F. 。
Thomas C . Südhof,1955年12月22日出生于德Gottingen。曾任斯坦福大学分子与细胞生理学系教授。
2013年诺贝尔生理学或医学奖
2013年诺贝尔生理学或医学奖颁发给美国科学家兰迪·谢克曼、詹姆斯·罗斯曼以及德国科学家托马斯·聚德霍夫,表彰他们发现了细胞内的主要运输系统———囊泡运输的调节机制。
背景
随着检测技术的进步,一批研究细胞内部生活状态的先驱们向人们揭示了细胞内各细胞器是如何组织并划分功能的。

(1)可分泌的蛋白在内质网的核糖体上生成并运输至高尔基体。
(2)蛋白质有内在信号指导它们运输并定位在细胞内。
(3) 可分泌的蛋白是以囊泡的形式从内质网转运出来。
兰迪·谢克曼应用遗传学手段来研究酿酒酵母的囊泡运输和融合。

(1)通过遗传学筛选鉴定出调节细胞内物质运输的基因
(2)通过对分泌过程受阻的突变体进行研究,确定了酵母糖蛋白导出的翻译后事件的顺序以及囊泡是内质网和高尔基体之间物质运输的中间载体。
(3)最重要的是,对其中两种基因的突变体研究揭示了其在囊泡融合过程中的关键作用。
酵母细胞中囊泡运输过程示意图
詹姆斯·罗斯曼发明了一种离体重组技术,用于解析细胞内囊泡运输过程,并通过这一技术纯化出了囊泡融合过程的关键蛋白。
(1)利用水疱性口炎病毒研究VSV-G蛋白到达高尔基体的细胞内运输过程
(2)纯化出了囊泡运输的关键蛋白,如NSF、SNAP、SNAREs
(3)提出SNARE假说,并通过离体重组技术验证了SNARE蛋白确实可与细胞膜融合。
囊泡蛋白与膜蛋白特异性结合
谢克曼和罗斯曼揭示了囊泡融合的基础机制,但囊泡融合如何在时间上被精确调控仍然未知。

托马斯·聚德霍夫通过研究突触囊泡的快速胞吐作用,发现这一过程受到细胞内自由钙离子浓度的严格调控。
(1)揭示神经元中钙离子如何调控神经递质的释放
(2)plexin和synaptoagmin是钙离子介导的囊泡融合的关键蛋白。
脑内信号传递过程以及钙离子调控过程
应用前景
兰迪·谢克曼、詹姆斯·罗斯曼和托马斯·聚德霍夫三人的工作揭示了从酵母到人类的细胞内物质运输的重要机制。
(1)囊泡的运输和融合与许多疾病相关。代谢性疾病如II型糖尿病。
(2)编码囊泡融合过程相关蛋白的基因突变也会引发疾病。如在某种形式的癫痫中发现了Munc18-1基因的突变。
因此,兰迪·谢克曼、詹姆斯·罗斯曼和托马斯·聚德霍夫三人的发现揭示了这些疾病的机制并提供了治疗手段。
2012年诺贝尔生理学或医学奖
2012年诺贝尔生理学或医学奖授予英国科学家约翰·格登和日本科学家山中伸弥,因为在细胞核重新编程研究领域做出的革命性贡献。
背景
人类都是由受精卵发育而来,发育初期胚胎中的未成熟细胞分化出所有种类的细胞,在成熟机体内担负着专门的任务。而教科书上讲,这段由未成熟细胞到分化细胞的旅程是单向的。
格登就职于英国剑桥大学以他的姓氏命名的研究所——格登研究所。格登做了一个划时代的实验:将非洲爪蟾卵细胞内不成熟的细胞核移除,然后把非洲爪蟾的成熟肠细胞的细胞核注入其中。
(1)首次证实了已分化细胞可通过细胞核移植技术,重新转化为具有多能性的干细胞
(2)开创了一项重要克隆技术的先河——体细胞核转移技术
格登的实验结果只能被当成是一个特殊的现象。威尔穆特证明了分化可逆现象的普遍性,而且让体细胞克隆成为了一个热门领域。
格登和威尔穆特所做的体细胞核移植实验都没搞清楚哪些因子参与了
细胞转化。
山中伸弥在日本京都大学和美国加州大学旧金山分校两地工作。他选择分析了小鼠胚胎细胞中的转录因子。
(1)找到活性较高的转录因子
(2)通过逐个试,最终确定4个转录因子。