日本科学家大隅良典获2016诺贝尔生理学或医学奖

网易科技讯 10月3日17点30分消息，斯德哥尔摩当地时间11时30分，瑞典卡洛琳斯卡医学院诺贝尔生理学或医学奖评审委员会宣布将2016年诺贝尔生理学或医学奖授予日本科学家大隅良典（Yoshinori Ohsumi），以表彰他发现和解释了细胞自噬机理。

71岁的大隅良典现任日本综合研究大学院大学名誉教授、基础生物学研究所名誉教授，是细胞自噬研究的先驱，特别是分子生物学领域。曾获得京都奖、盖尔德纳国际奖及日本人第2座威利奖。大隅良典的工作很重要是因为，它有助于揭示多种疾病的形成机理，例如癌症，帕金森。他利用烤面包中的酵母菌发现可调节这种“自吃”机理的基因。

研究这种现象的困难在于以前人类对此知之甚少，直到上世纪90年代初进行了一系列伟大的试验，大隅良典使用酵母发现了细胞自噬的关键基因。随后他在酵母中发现了细胞自噬的基本原理，并揭示人类细胞中存在类似的复杂机制。

细胞自噬（mechanisms for autophagy）指降解和回收细胞成分的基本过程，单词autophagy（自噬）来自希腊语auto（意思是自我）和phagein（意思是吃），因此这个词的意思是“自己吃自己”。这个概念出现在上世纪60年代，当时研究人员首次发现细胞可以摧毁细胞膜中的内容物，形成囊状小泡然后运输到溶酶体降解。

细胞自噬基因的突变会导致疾病，自噬过程参与了多种疾病包括癌症和神经系统疾病的形成。上世纪50年代中期，科学家们发现了新的专门细胞腔隙——细胞器，包含了消化蛋白质、碳水化合物和脂类的酶。这个专门的细胞腔隙被称为“溶酶体”，功能是降解细胞成分的工作站。比利时科学家克里斯汀·德·迪夫（Christian de Duve）在1974年因发现溶酶体而获诺贝尔生理学或医学奖。

上世纪60年代的新发现显示，大量细胞内容物甚至整个细胞器，有时可存在于溶酶体中。因此细胞似乎有向溶酶体运输大量物质的策略，生物化学和显微学的分析显示，细胞中存在一种运输大量细胞物质到溶酶体进行降解的新型囊泡。发现了溶酶体的克里斯汀·德·迪夫发明了“自噬”这个术语来描述这个过程。新的囊泡被命名为自噬体。

在上世纪70年代和80年代，研究人员关注对另一种用于溶解蛋白质系统“蛋白酶体”的解释。在这个领域，阿龙·切哈诺沃、阿夫拉姆·赫什科和欧文·罗斯因“发现泛素介导的蛋白质降解”而获得2004年诺贝尔奖。蛋白媒体一个接一个地有效降解了蛋白质，但这种机理无法解释细胞如何去除更大的蛋白质络合物和老化的细胞器。自噬过程能否解释，如果这样，机理是什么？

大隅良典在很多研究领域都很活跃，但1988年开始建立自己的实验室，他的工作集中在液泡（相当于人类细胞中溶酶体的细胞器）的蛋白质降解。酵母细胞相对容易研究，常常作为人类细胞的模型使用。在鉴定复杂细胞通路中重要的基因上特别有用。但大隅良典遇到一个大挑战：酵母细胞很小，内部结构在显微镜下不容易分辨，因此他不确定这种有机物中是否存在细胞自噬。

他推断，如果他能在细胞自噬过程发生时破坏液泡的降解过程，那么自噬体应该可在液泡中积累并在显微镜下可见。因此他培养了缺乏液泡降解酶的突变酵母细胞，同时通过饿死细胞刺激细胞自噬。试验效果非常显著，数小时内这些液泡里充满了没有降解的小囊泡。囊泡就是自噬体，他的试验证明酵母细胞存在自噬。

但更重要的是，他现在找到了鉴定和描述参与此过程的关键基因的方法。这是重大的突破，1992年他公布了试验结果。现在大隅良典利用的是他制作的酵母菌株，发现了在饥饿情况下自噬体的积累。这种积累在细胞自噬基因不活跃时应该不会发生。他将这些酵母菌株放入引起很多基因突变的化学物质中，然后他诱发了自噬。

他的策略成功了，在他发现酵母细胞中存在自噬的1年里，他鉴定了对自噬重要的首批基因。在随后一系列研究中，这些基因编码的蛋白质功能被描述出来。结果显示，细胞自噬是受很大蛋白质和蛋白质络合物控制，每个蛋白质分子负责自噬体从开始到形成的不同阶段。（木秀林）

延伸阅读——自噬细胞机制

城市居民必须回收资源，细胞也是如此。但对于细胞来说，回收是一个生死攸关的问题。当营养稀缺时，细胞拥有一个系统，可打破旧的或不必要的机制，并从中获益以保持自身的延续。这一自噬系统，将可用于回收的物质隔离在被称为自噬体的小泡中，这个小泡发生迁移并与作为细胞回收中心的溶酶体合并，其中的酶将大分子进行分解，准备再利用。

1988年，大隅良典在对酵母细胞的研究中首次发现并描绘了细胞的这一重要功能。整个系统的动态性非常强，因此了解其运行并不容易，但得益于多年的显微技术经验，大隅良典不仅看到了正在运行的自噬行为，还找出了导致其失效的突变细胞。这反过来又促使他发现了自噬所必需的基因和运行这一过程的分子机制。虽然这只是在酵母中开展的一项基础研究，但此项发现被广泛认为是人类细胞存活研究的基础，自噬问题对阿尔茨海默氏症的形成具有重要影响。（资料来源：科技日报）

（编辑：应用网_丽江站长网）

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