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2019諾貝爾生理學或醫學獎為何頒給這三位?

2019諾貝爾生理學或醫學獎為何頒給這三位?

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人工智能朗讀:

獲獎的三位科學家找出了這種身體反應背后的基因表達。他們發現這個反應的“開關”是一種蛋白質,叫做缺氧誘導因子 (HIF),但其功能遠不止開關那么簡單。

必威體育,betway必威體育:商報2019年10月8日訊(記者袁斯茹)北京時間10月7日下午5時30分,2019諾貝爾生理學或醫學獎公布三位獲獎者,分別是哈佛醫學院的小威廉·凱林(William G. Kaelin, Jr.)、牛津大學和弗朗西斯·克里克研究所的彼得·拉特克利夫(Peter J. Ratcliffe),以及美國約翰霍普金斯大學醫學院的格雷格·賽門扎(Gregg L. Semenza)。獲獎理由是“表彰他們在理解細胞感知和適應氧氣變化機制中的貢獻”。

在眾多基礎醫學研究中,人體內部的氧氣調節機制一直是重點。盡管呼吸氧氣是每個人都習以為常的事情,但人的細胞和組織究竟如何調節和適應氧氣水平的變化,直至這三位科學家的研究,我們才得以一窺一二。他們的發現也為抗擊貧血、癌癥和許多其他疾病的新策略鋪平了道路。

動物對氧氣的需求要達到一種微妙的平衡,缺乏氧氣會窒息而死,氧氣過多會導致中毒。而科學界對氧氣平衡的調控的研究,開始于促紅細胞生成素(EPO)。當氧氣缺乏時,腎臟會分泌EPO,刺激骨髓生成新的紅細胞。比如當我們在高海拔地區活動時,由于缺氧,人體的新陳代謝發生變化,開始生長出新的血管,制造新的紅細胞。

獲獎的三位科學家找出了這種身體反應背后的基因表達。他們發現這個反應的“開關”是一種蛋白質,叫做缺氧誘導因子 (HIF),但其功能遠不止開關那么簡單。

20世紀90年代初,Semenza教授和Ratcliffe教授開始研究這一系列現象背后的機制。他們發現,一段特殊的DNA序列看似和缺氧引起的基因激活有關。如果把這段DNA序列安插在其他基因附近,那么在低氧的環境下,這些基因也能被誘導激活。也就是說,這段DNA序列其實起到了低氧環境下的調控作用。后續研究也表明,一旦這段序列出現突變,生物體就對低氧環境無所適從。

后續研究發現,這段序列在細胞內調控了一種叫做HIF-1的蛋白質,而這種蛋白由HIF-1α與HIF-1β組合而成。在缺氧的環境下,HIF-1能夠結合并激活許多哺乳動物細胞內的特定基因。

有趣的是,這些基因都不負責生產促紅細胞生成素。那么推動HIF-1破壞的原因是什么?答案來自Kaelin教授的研究。

當時,Kaelin教授正在研究一種叫做希佩爾-林道綜合征(VHL)的癌癥綜合征。他發現在典型的VHL腫瘤里,經常會有異常形成的新生血管。此外,他也發現了較多的促紅細胞生成素。因此他自然而然地想到,缺氧通路是否在這種疾病里有著某種作用。經過一系列實驗,確實驗證了VHL會和HIF-1α,并指導后者的泛素化降解。

總結來說,HIF控制著人體和大多數動物細胞對氧氣變化的復雜又精確的反應,三位科學家一步步揭示了地球生命基石的奧秘。通過調控HIF通路從而達到治療目的的研究方向正發揮著巨大的潛力,他們的工作正在并將繼續造福人類。(圖片來自諾獎官網)

小威廉·凱林 (William G. Kaelin, Jr.)

美國癌癥學家、哈佛醫學院教授。他1957年出生于美國紐約,1979年獲杜克大學化學學士學位,1982獲得杜克大學醫學博士學位。1998年,凱林成為霍華德·休斯醫學研究所研究員。目前,凱林是哈佛醫學院丹納-法伯研究所基礎科學部副主任、布萊根婦女醫院高級內科醫師。

彼得·拉特克利夫(Peter J. Ratcliffe)

先后求學于劍橋大學和圣巴多羅買醫院,后在牛津大學研究腎循環生理學。隨后他開始研究造血生長因子——促紅細胞生成素,這種物質由腎臟產生,是對血氧水平下降的響應機制。1990年,作為惠康基金會高級研究員,他在牛津大學韋瑟羅爾分子醫學研究所成立了缺氧生物學實驗室。

格雷格·賽門扎(Gregg L. Semenza)

美國醫學家,1974年進入哈佛大學學習遺傳學,隨后在賓夕法尼亞大學獲得博士學位。1986年赴約翰·霍普金斯大學做博士后研究,后成為該校教授。賽門扎2008年成為美國國家科學院院士。2010年獲蓋爾德納國際獎,2016年獲拉斯克基礎醫學研究獎。

[責任編輯:田志強]
黑龙江时时10分钟