生理学或医学奖

来源 :大众科学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:l441060226
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读

  格雷格·塞门扎(GreggL. Semenza),1956年出生于纽约,其获得了哈佛大学的学士学位,并于1984年获得了宾夕法尼亚大学费城医学院的医学博士学位,同时在杜克大学接受了儿科专家的培训,并在约翰霍普金斯大学进行了博士后研究,建立了自己的研究团队,1999年GreggL.Semenza成为了约翰霍普金斯大学的教授,从2003年开始担任约翰霍普金细胞工程研究所血管研究计划小组的主任。

  北京时间10月7日下午17:30,2019年诺贝尔生理学或医学奖揭晓,来自英美的三位科学家因揭示细胞感知和适应氧气供应的机制而获得此奖。
  动物需要氧气来将食物转化成为可用的能量,几个世纪以来,科学家们已经非常了解氧气的重要性了,但细胞如何适应氧气水平的改变,研究人员一直并不清楚。今年获奖的三位科学家通过研究揭示了细胞如何感知并适应氧气供应的变化,他们鉴别出了一种特殊的分子机制,其能调节基因的活性来响应不同水平的氧气。今年诺贝尔生理学或医学奖得主的重大研究发现揭示了生命中最重要的适应性过程之一其中的机制,其能为我们理解氧气水平影响细胞代谢和生理学功能奠定一定的基础,相关研究发现或有望帮助开发治疗贫血、癌症和多种人类疾病的新型策略。

氧气:永远的舞台中央


  氧气的分子式是O2,占地球大气的五分之一,氧气还是动物生命所必须的成分,能被存在于几乎所有动物细胞线粒体中所利用,以便于将食物转化为有用的能量,1931年诺贝尔生理学或医学奖得主OttoWarburg曾揭示了食物转化为能量的过程其实是一个酶催化的过程。
  在进化过程中,机体会产生一种特殊机制来确保组织和细胞能得到足够的氧气供应,颈动脉体与颈两侧的大血管相邻,其含有特殊的细胞,能够感知血液中氧气的水平。
  1938年,诺贝尔生理学或医学奖授予CorneilleHeymans,以表彰其揭示通过颈动脉体的血氧感应是如何通过与大脑的直接交流来控制机体呼吸频率的。

HIF进入到了场景中


  除了颈动脉体快速适应低氧水平(缺氧)外,机体中还存在其它基本达到生理学适应过程,缺氧的一个关键生理学反应就是促红细胞生成素(EPO)水平的上升,其能够增加机体红细胞的产生,激素控制的红细胞产生的重要性早在20世纪初期就广泛人们所知,但这一过程本身是如何被氧气所控制的,目前仍然是一個谜题。
  研究者GreggSemenza就对EPO基因进行了研究,同时揭示了EPO基因是如何被不断改变的氧气水平所调节的,并通过使用基因修饰小鼠进行研究。
  研究者发现,位于EPO基因附近的特殊DNA片段能够介导机体对缺氧的反应;研究者SirPeterRatcliffe则对EPO基因的氧气依赖性调节进行了研究。
  研究人员发现,几乎所有组织中都存在氧气感应机制,并不仅仅是在正常产生EPO的肾脏细胞中,这些研究发现也指出,这种机制是非常普遍的,而且在很多不同类型的细胞中都能发挥作用。
  研究者Semenza希望能够鉴别出介导这种反应的细胞组分,当其对培养中的肝脏细胞进行研究时,他发现了一种特殊蛋白复合体,它能以一种氧气依赖性的方式与所鉴别出的DNA片段相结合,研究者将这种复合体称之为缺氧诱导因子(HIF,hypoxia-induciblefactor)。
  1995年Semenza开始了对HIF复合体的广泛研究,同时其研究团队也发表了一些重要的研究成果,包括鉴别出了编码HIF的基因等,HIF由两种不同的DNA结合蛋白组成,即所谓的转录因子,如今叫做HIF-α和ARNT,如今研究人员可以开始解开这个难题了。(编辑/高纬时)
其他文献