2016年10月3日，诺贝尔生理学或医学奖揭晓，此次获奖的是日本的大隅良典（YoshinoriOhsumi.），理由是发现细胞自噬的原理机制。值得一提的是，大隅良典今年7月11日在《DevelopmentalCell》上宣布：他们成功探明了细胞自噬(autophagy)的启动机制，这对预防和治疗由细胞自噬引发的癌症及神经类疾病有重要意义。在微信内发送“押题密卷”可免费得到史上最牛押题密卷 2016年10月3日，诺贝尔生理学或医学奖揭晓，此次获奖的是日本的大隅良典（Yoshinori Ohsumi. ），理由是发现细胞自噬的原理机制。值得一提的是，大隅良典今年7月11日在《Developmental Cell 》上宣布：他们成功探明了细胞自噬(autophagy)的启动机制，这对预防和治疗由细胞自噬引发的癌症及神经类疾病有重要意义。关于大隅良典的研究介绍2016年7月，日本东京工业大学分子细胞学教授大隅良典所带领的研究小组宣布，他们成功探明了细胞自噬（autophagy）的启动机制。小组成员本次将着眼点放在了能够促进自噬过程的Atg13蛋白质上。通过使用酵母进行实验观察到，Atg13蛋白质会与其他4种蛋白质通过网状结构进行连接，形成一个巨大的细胞自噬启动装置。该研究对预防和治疗由细胞自噬引发的癌症及神经类疾病有重要意义。具体成果已于2016年7月11日刊载在美国知名科学杂志《Developmental Cell 》上。 01“细胞自噬”是什么？今年的诺贝尔生理学或医学奖表彰的成就是发现并阐释了细胞自噬的机理，而细胞自噬过程是细胞成分降解和回收利用的基础。自噬（autophagy）一词来自希腊单词auto-，意思是“自身的”，以及phagein，意思是“吞噬”。所以，细胞自噬的意思就是“吃掉自己”。细胞自噬除了能够分解细胞内的老化物质及有害物质，维持身体健康外，不少有冬眠习性的哺乳类还会利用这一现象，让细胞内的物质再生以此维持生命。大隅教授在上个世纪80年代末，曾经使用一种微生物酶，成功用显微镜观察到了细胞内的自噬过程，但是这种现象的具体机制一直未能探明。小组成员本次将着眼点放在了能够促进自噬过程的Atg13蛋白质上。通过使用酵母进行实验观察到，Atg13蛋白质会与其他4种蛋白质通过网状结构进行连接，形成一个巨大的细胞自噬启动装置。这个装置能够创造出二重膜结构，仅吸收分解物质。研究人员表示今后将进一步探究该过程的相关机制。 这一概念最早提出于20世纪60年代，当时研究者们首次观察到，细胞会将胞内成分包裹在膜中形成囊状结构，并运输到一个负责回收利用的小隔间（名叫“溶酶体”）里，从而降解这些成分。研究这种现象困难重重，人们对其一直所知甚少，直到20世纪90年代早期，大隅良典做了一系列精妙的实验。在实验中，他利用面包酵母定位了细胞自噬的关键基因。之后，他进一步阐释了酵母细胞自噬背后的机理，并证明人类细胞也遵循类似的巧妙机制。大隅良典的发现是人类理解细胞如何循环利用自身物质的典范。他的发现为理解诸多生化过程——例如适应饥饿以及对感染的免疫应答——中细胞自噬的重要性打开了一扇窗。细胞自噬基因突变会导致疾病，在严重的疾病包括癌症以及神经系统疾病中都包含了细胞自噬过程。02一次偶然的实验启发大隅良典曾经活跃于多个研究领域，但自从1988年建立了自己的实验室之后，他就主要研究蛋白质在液泡中降解的过程了。液泡也是一种细胞器，它在酵母中的地位和人体中溶酶体的地位类似。酵母细胞相对更容易进行研究，因而常被用作人类细胞的模型；寻那些在复杂细胞通路中发挥重要作用的基因时，酵母特别有用。但大隅面临着一个重大挑战：酵母细胞很小，在显微镜下不容易看清它的内部结构，因此他起初都无法确定自噬现象是否也会发生在酵母细胞中。大隅推论，如果他能在自噬行为发生的时候阻断液泡中蛋白质分解的过程，那么自噬体将在液泡中累积，从而在显微镜下可见。因此，他培育出因突变而缺乏液泡降解酶的酵母细胞，并通过使细胞饥饿激发自噬。 实验结果非常惊人！几个小时内，液泡中就充满了细小的、未被降解的囊泡（见上图），这些囊泡就是自噬体。大隅的实验证明酵母细胞中也存在自噬现象，然而更重要的是，他发现了一种方法，能够识别和鉴定涉及这些过程的关键基因。这是一项重大的突破，大隅在1992年发表了实验结果。03自噬基因在细胞中至关重要的机制大隅良典接着利用了他改造过的酵母菌株——在这些酵母挨饿时，它们的自噬体会积累起来。如果对自噬过程重要的基因被失活，那么自噬体积累就理应不会发生。大隅良典将酵母细胞暴露在一种能随机在多个基因里引起突变的药物中，然后诱导自噬过程。他的策略奏效了！在他发现酵母自噬一年内，大隅良典就鉴定出了第一批对自噬至关重要的基因。在接下来的众多巧妙研究中，他对这些基因所编码的蛋白质的功能进行了研究。结果显示，自噬过程是由大量蛋白质和蛋白质复合物所控制的。每种蛋白质负责调控自噬体启动与形成的不同阶段（下图）。 在识别出酵母自噬的机制之后，依然还有一个关键问题。其他的生物里有没有对应的机制来控制自噬过程呢？很快人们发现，我们细胞里也有几乎一样的机制在运行。现在我们有了探索人体内细胞自噬所必需的研究工具。在大隅良典发现细胞自噬的关键机制之后，研究局面豁然开朗，相关论文发表量骤然上升。 由于大隅良典和紧随他步伐的研究者的工作，我们现在知道细胞自噬控制着许多重要的生理功能，涉及到细胞部件的降解和回收利用。细胞自噬能快速提供燃料供应能量，或者提供材料来更新细胞部件，因此在细胞面对饥饿和其它种类的应激时，它发挥着不可或缺的作用。在遭受感染之后，细胞自噬能消灭入侵的细胞内细菌活病毒。自噬对胚胎发育和细胞分化也有贡献。细胞还能利用自噬来消灭受损的蛋白质和细胞器，这个质检过程对于抵抗衰老带来的负面影响有举足轻重的意义。 遭到扰乱的自噬过程与 帕金森氏病、 2型糖尿病和老年人体内其他疾病都有所关联。自噬基因的突变可以导致遗传病，自噬机制受到的扰乱还与癌症有关。 目前人们正在进行紧张的研究以开发药物，能够在各种疾病中影响自噬机制。诺贝尔生理学或医学奖，是根据已故的瑞典化学家阿尔弗雷德?诺贝尔的遗嘱而设立的，目的在于表彰前一年在生理学或医学界做出卓越发现者。诺贝尔生理学或医学奖奖章图案是拿着一本打开书的医学之神，正在从岩石中收集泉水，为生病的少女解渴。奖章上刻有一句拉丁文，大致翻译为：新的发现使生命更美好。资料显示，自1901年首次颁发该奖以来，诺贝尔生理学或医学奖已累计颁发了107次，共有211人获得这一奖项，12位女性获奖。其中，最年轻的获奖者是发现胰岛素的Frederick G. Banting，获奖时仅32岁（1923年获奖）；最年长的获奖者是发现肿瘤病毒的Peyton Rous，获奖时87岁（1966年获奖）。