文档介绍：北京时间10月3日17:30分,诺贝尔基金会宣布将2016年得诺贝尔生理学或医学奖授予大隅良典教授,以表彰她在自噬反应(autophagy),更为许多疾病机理得阐明铺平了道路。历史进程比利时科学家Duve在上世纪50年代通过电镜观察到自噬体(autophagosome)结构 Duve1963年溶酶体国际会议上首先提出了“自噬"这种说法,Duve因发现溶酶体1974年获得了诺贝尔奖。 直到20世纪90年代,日本得大隅良典成功克隆了第一个酵母自噬基因Atg1以及自噬特征蛋白LC3,今年她带领得研究团队探明了细胞自噬得启动机制,这些成就让她获得了2016年诺贝尔生理学或医学奖。自噬作用(autophagy)就是一个非常简单得细胞活动,字面上也很好理解:,动物细胞就是一个三层结构:最外面就是细胞膜,中间就是细胞质,细胞核被包裹在最里面。大部分功能性细胞器与生物分子都悬浮在细胞质中,因此,很多细胞活动都在细胞质中进行。由于生理生化反应多而复杂,经常产生大量残渣,致使细胞活动受到影响甚至停滞,在这种情况下,自噬作用就非常重要:将淤积在细胞质中得蛋白质等代谢残渣清除掉,恢复正常得细胞活动。清理细胞质能让细胞重获新生,对于神经细胞这类不可替换得细胞来说,这个过程尤为重要。神经细胞一旦分化成熟,就会保持当前状态,直到母体生物死去,,自噬作用还能抵御病毒与细菌得侵袭。任何躲过细胞外免疫系统,通过细胞膜进入细胞质得异物或微生物,都可能成为自噬系统得攻击目标。不论自噬过程启动过慢还就是过快,或者出现功能障碍,都将导致可怕得后果。数百万克罗恩病(Crohn's disease,一种炎症性肠病)患者得患病原因,可能就就是因为她们得自噬系统出现缺陷,无法抑制肠道微生物得过度生长;大脑神经细胞自噬系统得崩溃,则与阿尔茨海默病(Alzheimer's disease)与细胞衰老有关。即使自噬系统运作良好,它仍可能对人体不利。当癌症病人接受了放疗及化疗后,自噬系统可能救活奄奄一息得癌细胞,,自噬系统会为了生物体得整体利益,将病变细胞去除,但它偶尔又会热心过度,去除一些重要细胞,,研究人员对自噬作用得机制已有了深入了解。基于这些认识,我们对细胞得运作机理更为了解,科学家也可能因此设计出控制自噬作用得药物。如果能人为控制自噬作用,很多医学难题也许就能迎刃而解,延缓衰老也不再就是一个梦。细胞中得清洁工生物学上,多种生理过程都与“自噬”相关,但我们这里所讲得,就是迄今研究得最清楚得一种自噬作用——巨自噬(macroautophagy)。当细胞质中得蛋白质、脂肪分子形成一片一片得双层膜结构,巨自噬过程就开始了。膜结构会自动卷曲,形成一个具有开口得小球,把周围得细胞质“吞”进去。此后,小球得开口逐渐封闭,成为自噬体(autophagosome),并向溶酶体(lysosome,细胞得废料处理工厂)靠拢,与之融合,把包裹着得分子倒入溶酶体得“消化液"中。经过消化,尚可利用得分子碎片将被送回细胞质,循环利用。作为一种时刻都在进行得细胞活动,,美国洛克菲勒大学得克里斯汀·德迪夫(Christian De Duve)等科学家开始用电子显微镜,观察细胞自噬过程。克利昂斯基与其她研究者(特别就是日本国立基础生物学研究所得大隅良典及其合作伙伴,可惜她本人没给《环球科学》写文章)则在10年前,利用酵母研究自噬过程得分子机理。与高等动物相比,用酵母研究自噬作用要容易得多,因为在酵母中,很多参与或调控自噬作用得蛋白质,在进化过程中变化很小,与人体中得同类蛋白相差无几。正就是凭借这种研究策略,科学家对自噬过程得机理有了更详细得了解。进化之初,自噬作用可能就是细胞在养分不足时作出得反应,也可能就是最原始得免疫反应,,细胞为什么需要饥饿胁迫反应?试想一下,缺乏食物时,生物体会有怎样得反应:它得生理活动肯定不会立即停止,而就是开始分解体内储存得营养物质。最先被分解得就是脂肪细胞,如果一直没有食物供应,肌肉细胞最终也会被分解,为基本得生理活动提供能量。同样,当细胞缺乏养分时,它们也会分解自己得一部分,维持基本得生理活动。不论细胞得养分就是否充足,自噬体始终处于活跃状态,也就就是说,它一直在一点一点地吞噬细胞质,不断更新细胞质中得各种组分。但就是,如果遇到养分不足、缺氧、生长因子缺乏等特殊情况,细胞就会组装更多得自噬体。因此,当细胞缺乏养分时,自噬体得活动就会增强,将细胞质中得蛋白质与细胞器(不管其功能正常与否)分解成可利用得养分与能量。