英美两国科学家因一项“教科书级别”的发现,获得2019年诺贝尔生理学或医学奖

摘要:北京时间20191008关于【英美两国科学家因一项“教科书级别”的发现,获得2019年诺贝尔生理学或医学奖】的具体情况和说明,让www.bj-sanyo.cn新闻频道的以图文形式为您慢慢道来。

2019年诺贝尔生理学或医学奖授予威廉·凯林(William G. Kaelin)、彼得·拉特克利夫(Peter J. Ratcliffe)和格雷格·西门扎(Gregg Semenza),以表彰他们在理解细胞感知、适应氧气变化机制中的贡献。

诺贝尔大会成员兰德尔·约翰逊(Randall Johnson)表示,今年三位获奖人新发现的分子机制使加速或调控生命活动成为可能。

他们三人将会共享900万瑞典克朗(约650万人民币)的奖励。

他们是谁?

威廉·凯林听到来自斯德哥尔摩的获奖通知电话的铃声时,正独自一人在家

威廉·凯林,哈佛医学院教授,美国科学院院士,博士毕业于杜克大学,目前供职于哈佛医学院的丹娜-法伯癌症研究所,带领自己的实验室主攻肿瘤抑制蛋白功能方向。

得知获奖之后的彼得·拉特克利夫坐在办公桌旁,进行着手头的“欧盟协同资助”申请工作

彼得·拉特克利夫,牛津大学教授,2014英国年度荣誉骑士勋章获得者,毕业于剑桥大学,目前担任牛津大学纳菲尔德临床医学系主任,主要研究低氧状态下细胞的反应。

格雷格·西门扎在得知自己获奖之后所拍摄的照片

格雷格·西门扎,约翰霍普金斯大学教授,美国科学院院士,博士毕业于宾夕法尼亚大学,主要研究儿科、放射肿瘤学、生物化学、医学和肿瘤学。

为什么是这三位科学家获奖?

三位科学家揭示了机体适应不同氧气水平的分子机制,这一发现是科学理解氧气对动物重要性的重要补充。

氧气对细胞的重要性不言而喻,例如,将食物转化为身体所需能量的过程中,需要氧气,但细胞如何应对外界环境氧气变化的机制仍不清楚。

这三位科学家确定了调控机体适应不同氧气水平的基因,并确定了一种关键的调控分子——低氧诱导因子 (Hypoxia-inducible factors, HIF),从而能够帮我们了解多细胞机体如何感知和适应氧气水平的变化。

HIF是一个能感知氧的转录因子,包含HIF-α和HIF-β两个亚基。

在正常氧含量的情况下,HIF-α被特殊的脯氨酰基羟化酶(prolyl-hydroxylases,PHD)羟基化,然后被VHL肿瘤抑制物(E3泛素连接酶的成分)作为靶标降解。

在低氧或者VHL肿瘤抑制物不存在的情况下,HIF-α不被降解,进而形成了具有转录活性的HIF。

HIF作为一个转录因子,参与到多个生物过程,如产生更多的促红细胞生成素,使得血管形成、红细胞生成等等。它们的形成进而会产生更多的氧气,有可能促进肿瘤的生长。HIF与肿瘤的具体关系如何,HIF抑制剂在肿瘤上的未来应用,还有待确定。

这项研究多重要?

这些发现——其中一些可以追溯到20世纪90年代中期——已被证明是生理学至关重要的发现,并揭示了之前未知的关于细胞如何应对环境变化的机制。

这项工作为理解细胞代谢和生理功能奠定了新的基础,并促进了人类对机体代谢、免疫反应和运动适应能力的理解。

该发现为开发多种疾病的新疗法提供可能,包括痴呆、癌症、某些类型的贫血、心血管疾病等。

兰德尔·约翰逊将这项工作描述为“教科书级别的发现”,这将成为生命科学领域学生必学内容之一。

约翰逊说:“这项研究是理解细胞如何工作的基础,仅从这个角度来看,都是一件激动人心的事情。”

2016年获得拉斯克奖时,他们接受了采访

若你曾关注过诺奖风向标——拉斯克奖的话,当得知今年诺奖获奖消息,一点不意外。而且,2016年那会,2位科学家曾就此研究接受过《细胞》杂志专访,看看当事人怎么看这项重要的研究。

彼得·拉特克利夫表示,在做临床时,经常遇见血压低、肾脏容易受伤的情况。

为什么肾脏能够使促红细胞生成素(erythropoietin,EPO)响应下降的氧气利用率,但是却不能响应下降的血流,这其中的原理估计只能看氧气感应的机制了。刚开始认为这种氧气感应机制应该只存在小范围内的细胞中。在那些没有促红细胞生成素的细胞中,应该是不存在的,但实验结果证明,在这些细胞中,也存在细胞感应氧气的机制。这说明细胞感知、适应氧气的机制在细胞中广泛存在。

威廉·凯林在接受采访时说:

“我一直在研究VHL(von Hippel-Lindau)综合征。后来VHL基因被克隆,我知道癌症与此基因是相关的,比如肾脏癌症。VHL相关的肿瘤经常使得身体产生更多的红细胞、更多的血管形成。血管形成和红细胞生成的共同之处在于低氧。后来经研究发现,HIF信号通路与细胞感知、适应氧气有关联。”


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