2009年诺贝尔奖生理学或医学奖端粒与端粒酶
关于端粒及端粒酶的调查报告
关于端粒及端粒酶的调查报告一：引言2009年10月5日，诺贝尔生理学或医学奖颁发给了美国科学家伊丽莎白·布莱克本、卡罗尔·格雷德和杰克·绍斯塔克，以表彰他们在研究端粒和端粒酶保护染色体的机理方面的贡献。
这篇调查报告将会通过资料查询和逻辑推断等方式论述关于端粒，端粒酶以及它们与肿瘤细胞的相关内容。
二：端粒和端粒酶2.1.1端粒端粒（Telomere）是染色体末端的重复DNA序列，在人细胞中长度约为几千到一两万碱基对，它防止细胞将天然染色体末端识别为染色体断裂，起着保护和稳定染色体的作用。
[1]随着细胞的分裂增殖，端粒会逐渐缩短。
当端粒的长度缩短到一定程度时，细胞的分裂便会停止。
因此，端粒具有调节细胞增殖的作用，是细胞分裂的“时钟”。
端粒的碱基序列具有极高的保守性，但不同物种的端粒仍有差异，例如：四膜虫重复序列为GGGGTT，草履虫为TTGGGG，人类和哺乳动物为TTAGGG.[2]2.1.2端粒的结构端粒通常由富含G的DNA重复序列,以及端粒结合蛋白和端粒相关蛋白组成。
端粒结合蛋白直接保护端粒DNA,端粒相关蛋白通过与端粒结合蛋白的相互作用间接影响端粒的功能。
端粒既可保护染色体不受核酸酶的破坏,又避免了因DNA黏性末端的裸露而发生的染色体融合。
[4][5]2.2.1端粒酶端粒酶（Telomerase），在细胞中负责端粒的延长的一种酶。
在端粒发现之后，人们便开始猜测存在这样一种酶，可以起到延长端粒的作用——因为随着细胞的分裂增殖和染色体的复制，端粒应当越来越短，但是某些细胞（如肿瘤细胞）的端粒长度却能够保持相对不变。
在1997年,Tom Cech实验室的Lingner在Euplotes aediculatus以及酿酒酵母中发现了真正的端粒酶催化亚基。
[3]2.2.2端粒酶的作用机理端粒酶主要依靠两种成分来实现其功能，一种名为端粒酶逆转录酶（TERT）的蛋白酶，另一种是作为模板的一小段RNA序列。
2009年诺贝尔生理学或医学奖研究成果介绍
2009年诺贝尔生理学或医学奖研究成果介绍摘要：2009年10月5日瑞典卡罗林斯卡医学院诺贝尔生理学或医学奖评审委员会宣布将本年度诺贝尔生理学或医学奖授予三位美国科学家伊丽莎白·布莱克本(Elizabeth H Blackburn)、卡罗尔·格雷德(Carol W．Greider)和杰克·绍斯塔克(Jack W．Szostak)，以表彰他们在上世纪80年代发现了“端粒和端粒酶是如何保护染色体的”。
本文主要介绍端粒和端粒酶是如何保护染色体的。
关键词：端粒，端粒酶，染色体Elizabeth Blackburn教授1948年出生在澳大利亚塔斯马尼亚州霍巴特市，毕业于墨尔本大学，1975年在剑桥大学获博士学位，而后在耶鲁大学做博士后，1990年至今在加州大学任教。
Jack Szostak教授1952年出生在英国伦敦，毕业于加拿大麦吉尔大学，1977年在美国康奈尔大学获博士学位，现供职于哈佛医学院、麻省总医院和霍华休斯医学研究所。
这两位科学家合作证实了真核生物的端粒具有保护染色体末端的作用。
Carol Greider教授1961年出生在美国加州的圣地亚哥，1987年在加州大学Black—burn教授的指导下获博士学位，而后在冷泉港实验室做博士后，1997年至今任教于约翰·霍普金斯大学医学院。
Greider教授与Blackbum教授合作发现了催化延伸端粒结构的端粒酶。
1 端粒能保护染色体末端以下仅以哺乳动物的端粒为例加以介绍。
哺乳动物端粒的重复序列为(TTAGGG／AATCCC)，其中G链3’端是一段单链的悬突(overhang)，C链5’端以序列(ATC)结束。
电镜观察发现，端粒结构是一个双环结构，称为T环(T—loop)，3’端的悬突替代G链的一段序列与C链配对，形成D环(D-loop)，T环的形成使得染色体的末端被包裹保护起来而免遭破坏。
哺乳动物的端粒与一个6种蛋白构成的复合物shelterin结合，这6种蛋白分别为TRFl、TRF2、POTl、TIN2、Rapl和TPPl。
端粒与端粒酶的研究解读诺贝尔生理学或医学奖
端粒与端粒酶的研究解读诺贝尔生理学或医学奖一、本文概述自人类踏入科学研究的领域以来，生命的奥秘一直是科学家们孜孜不倦探索的主题。
作为生命科学的两大支柱之一，医学领域的研究进展对人类生活的影响深远而持久。
每年的诺贝尔生理学或医学奖揭晓，都会引发全球范围内的广泛关注，因为它不仅代表了该领域最前沿的科学成果，更预示了未来医学可能的突破方向。
本文将以诺贝尔生理学或医学奖为背景，深入探讨端粒与端粒酶的研究，解读这一重大科学奖项背后的科学意义和影响。
端粒和端粒酶是生物学中的两个重要概念，它们在细胞生物学、分子生物学和遗传学等领域有着广泛的应用。
端粒是真核生物染色体末端的特殊结构，具有保护染色体末端、防止染色体融合和降解的重要作用。
而端粒酶则是一种特殊的逆转录酶，能够合成端粒DNA，从而维持端粒的长度和稳定性。
近年来，随着对端粒和端粒酶研究的深入，科学家们发现它们在细胞衰老、癌症发生和发展等方面扮演着重要的角色，因此，对端粒与端粒酶的研究不仅具有重要的理论价值，也具有广阔的应用前景。
本文将从端粒与端粒酶的基本概念入手，详细介绍它们在生物学中的重要作用，回顾相关的科学发展历程，并重点解读近年来诺贝尔生理学或医学奖中涉及端粒与端粒酶的重要研究成果。
通过对这些成果的深入分析和解读，我们希望能够更好地理解端粒与端粒酶在生命科学中的地位和价值，同时也为未来的医学研究提供新的思路和方法。
二、端粒与端粒酶的基本概念端粒，也被称为端区或端粒DNA，是真核细胞线性染色体末端的特殊结构。
它们像一顶帽子，保护着染色体的末端，防止其受到损伤或与其他染色体发生融合。
端粒的存在对于维持染色体的完整性和稳定性至关重要。
端粒主要由重复的非编码DNA序列组成，这些序列在染色体末端形成特定的结构，从而起到保护作用。
端粒酶则是一种特殊的逆转录酶，能够合成端粒DNA。
其主要功能是在端粒DNA受到损伤或缩短时，通过添加重复的DNA序列来修复端粒，从而保持染色体的稳定性和长度。
神奇的端粒和端粒酶
人体有许多奥秘，端粒和端粒酶就是其中之一。
2009年度诺贝尔生理学或医学奖授予给了美国加利福尼亚旧金山大学的伊丽莎白·布莱克本（E l i z a b e t h Blackburn）、美国巴尔的摩约翰·霍普金医学院的卡罗尔·格雷德（Carol Greider）、美国哈佛医学院的杰克·绍斯塔克（Jack Szostak）以及霍华德休斯医学研究所，因他们发现了端粒和端粒酶保护染色体的机理。
这3位科学家的发现解决了一个生物学重要课题，即染色体在细胞分裂过程中是怎样实现完全复制，同时还能受到保护且不发生降解。
人的生老病死，这或许是生命最为简洁的概括，3位科学家的发现可能由此揭开了人类衰老和罹患肿瘤等严重疾病的奥秘。
一、端粒和端粒酶的基本概念端粒是在细胞染色体末端部分像帽子一样的特殊结构，像一根鞋带两端的塑料帽，端粒就是染色体两端的“帽”。
染色体是细胞核中的一种线状物质。
正常人的体细胞有23对染色体，染色体携有遗传信息，对人类生命具有重要意义，其中的X和Y染色体是决定男女性别的性染色体。
端粒是细胞内染色体末端的‘保护帽’，它能够保持染色体的稳定性，就像一个忠诚的“生命卫士”，不但保护染色体DNA免受外界不良因素的侵蚀，而且它把基因组序列包裹在内部，在复制过程中以牺牲自身而避免染色体结构基因被破坏，从而防止了遗传信息的丢失，维护了染色体结构和功能的完整。
诺贝尔生理学或医学奖获奖者之一的伊丽莎白·布莱克本说：“伴随着人的成长，端粒逐渐受到磨损。
”端粒不仅与染色体的个性特质和稳定性密切相关，还涉及细胞的寿命、衰老与死亡。
简单讲，端粒变短，细胞就老化。
端粒DNA可决定细胞的寿命，细胞每分裂一次，染色体的端粒重复序列就要丢失大约50-100个碱基，端粒便会慢慢缩短。
当端粒长度缩短到一定程度，会使细胞停止分裂，导致衰老与死亡。
也就是说端粒的长度决定了人类的健康状态和寿命，当端粒变短时，人便老去，各种疾病缠身；端粒消失，人的寿命也到了尽头。
2009年诺贝尔生理学或医学奖
2009年诺贝尔生理学或医学奖引言2009年，诺贝尔生理学或医学奖揭晓了由三位科学家共同获得的荣誉。
他们通过对细胞生物学和遗传调控的研究，做出了重要的贡献，为人类健康和医学领域的发展带来了突破性的进展。
本文将对这三位诺贝尔奖获得者及其研究成果进行介绍和分析。
诺贝尔奖获得者2009年诺贝尔生理学或医学奖由伊丽莎白·布莱克本、卡罗尔·格雷德尔和杰克·沙泌尔共同获得。
他们的研究突破了细胞生物学和分子遗传学的重要难题，为后续研究和治疗疾病提供了重要的理论基础。
研究成果端粒酶逆转录酶的发现和功能伊丽莎白·布莱克本和卡罗尔·格雷德尔的工作主要集中在细胞端粒酶逆转录酶（telomerase）的研究上。
端粒酶逆转录酶是一种能够延长染色体末端的酶，它在细胞分裂过程中起着关键的作用。
在布莱克本和格雷德尔的研究中，他们发现了端粒酶逆转录酶的存在，并揭示了它与细胞衰老和癌症发展之间的关系。
通过对细胞中端粒酶逆转录酶的活性进行研究，布莱克本和格雷德尔发现了一种叫做“端粒”的结构。
端粒位于染色体末端，能够保护染色体免受损伤和衰老。
他们的发现为后续研究提供了重要的线索，帮助科学家们更好地理解染色体的稳定性和细胞衰老的机制。
RNA干扰的发现与应用杰克·沙泌尔的工作则集中在RNA干扰（RNA interference）的研究上。
RNA干扰是一种基因调控的机制，通过介导特定RNA分子的降解或抑制，来控制靶基因的表达。
沙泌尔的研究发现了一种叫做“小干扰RNA”的分子，它们能够干扰靶基因的转录或翻译过程。
这项发现不仅揭示了RNA干扰机制的存在，还为科学家们开辟了一条新的基因治疗途径。
利用小干扰RNA可以有效地靶向控制基因表达，为治疗疾病提供了新的思路和方法。
科学意义和应用前景这三位诺贝尔奖获得者的研究成果为细胞生物学和遗传调控领域带来了重大的突破，对生命科学的发展产生了深远影响。
2009年诺贝尔生理学或医学奖研究成果介绍
2009年诺贝尔生理学或医学奖研究成果介绍摘要：2009年10月5日瑞典卡罗林斯卡医学院诺贝尔生理学或医学奖评审委员会宣布将本年度诺贝尔生理学或医学奖授予三位美国科学家伊丽莎白·布莱克本(Elizabeth H Blackburn)、卡罗尔·格雷德(Carol W．Greider)和杰克·绍斯塔克(Jack W．Szostak)，以表彰他们在上世纪80年代发现了“端粒和端粒酶是如何保护染色体的”。
本文主要介绍端粒和端粒酶是如何保护染色体的。
关键词：端粒，端粒酶，染色体Elizabeth Blackburn教授1948年出生在澳大利亚塔斯马尼亚州霍巴特市，毕业于墨尔本大学，1975年在剑桥大学获博士学位，而后在耶鲁大学做博士后，1990年至今在加州大学任教。
Jack Szostak教授1952年出生在英国伦敦，毕业于加拿大麦吉尔大学，1977年在美国康奈尔大学获博士学位，现供职于哈佛医学院、麻省总医院和霍华休斯医学研究所。
这两位科学家合作证实了真核生物的端粒具有保护染色体末端的作用。
Carol Greider教授1961年出生在美国加州的圣地亚哥，1987年在加州大学Black—burn教授的指导下获博士学位，而后在冷泉港实验室做博士后，1997年至今任教于约翰·霍普金斯大学医学院。
Greider教授与Blackbum教授合作发现了催化延伸端粒结构的端粒酶。
1端粒能保护染色体末端以下仅以哺乳动物的端粒为例加以介绍。
哺乳动物端粒的重复序列为(TTAGGG／AATCCC)，其中G链3’端是一段单链的悬突(overhang)，C链5’端以序列(ATC)结束。
电镜观察发现，端粒结构是一个双环结构，称为T环(T—loop)，3’端的悬突替代G链的一段序列与C链配对，形成D环(D-loop)，T环的形成使得染色体的末端被包裹保护起来而免遭破坏。
哺乳动物的端粒与一个6种蛋白构成的复合物shelterin结合，这6种蛋白分别为TRFl、TRF2、POTl、TIN2、Rapl和TPPl。
2009诺贝尔 端粒酶文章
2009诺贝尔端粒酶文章2009年诺贝尔生理学或医学奖颁发给了三位科学家——伊丽莎白·H·布莱克本、卡罗尔·W·格雷德尔和杰克·W·斯托斯，以表彰他们在端粒酶研究上所做出的突出贡献。
他们的研究不仅深化了我们对人类健康和长寿的理解，更为未来的医学和抗衰老研究带来了新的指导意义。
做为生命的时钟，端粒酶是一种可以在人类染色体末端发挥关键作用的酶。
它能够维持染色体末端的稳定性和完整性，以免发生不正常的DNA损伤和降低细胞的功能。
随着细胞的分裂和老化，端粒酶的活性逐渐降低，导致端粒缩短，最终导致细胞进入老化状态或死亡。
这对于人类衰老和疾病的发生有着重要的影响。
为了更好地理解端粒酶的作用和机制，布莱克本等科学家们开展了一系列的实验和研究。
他们的工作不仅揭示了端粒酶在维持染色体完整性中的重要作用，同时还发现了一种由RNA和蛋白质组成的复合物——端粒酶。
该复合物能够延长端粒的长度，保护染色体免受DNA 损伤和降低细胞功能。
这项研究对于理解细胞衰老和肿瘤发展的过程具有重要意义。
这项突破性的研究为未来的医学和抗衰老研究提供了新的指导意义。
首先，我们能够更深入地了解细胞老化和疾病发生的机制，从而寻找新的治疗方法。
其次，通过调节端粒酶的活性，我们能够延长端粒长度，保护染色体和细胞免受损伤，延缓细胞衰老和死亡。
这将有助于延长人类的寿命和改善人类健康。
此外，端粒酶的研究还可以为肿瘤治疗提供新的思路。
由于肿瘤细胞具有无限增殖能力，它们通常会表现出较高的端粒酶活性。
研究人员通过抑制或调节端粒酶的活性，可以阻止肿瘤细胞的增殖和生长，从而有望开发出更高效的肿瘤治疗方法。
总之，2009年诺贝尔生理学或医学奖的颁发对于推动细胞老化、疾病和肿瘤研究有着重要的意义。
通过深入研究端粒酶和端粒的作用机制，我们能够更好地理解人类的衰老过程，为延缓衰老、改善人类健康和开发更有效的肿瘤治疗方法奠定了坚实的基础。
端粒及端粒酶的研究进展
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端粒酶应用的展望
肿瘤的诊断 :研究结果表明,85%的
恶性肿瘤组织端粒酶活性均呈阳性,而癌旁 组织的阳性率仅有4%。因此端粒酶活性可 以作为肿瘤诊断的指标之一。可以用许多 材料来检测端粒酶的活性,不必采用手术取 样,因此简单易行,操作方便。且端粒酶活性 水平还可以区分肿瘤的恶性程度,从而选择 恰当的治疗方法。
端粒及端粒酶 研究进展
——王振
宇
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端粒和端粒酶的概述
2009年，美国的三位科学家Elizabeth H· Blackburn、Carol W· Greider和Jack W· Szostak发表了题为“端粒和端粒酶是 如何保护染色体的”而共同获得诺贝尔生 理学或医学奖。也是从这一重大研究成果 开始，端粒和端粒酶的研究为人类衰老和 肿瘤带来了福音。
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端粒和端粒酶
端粒酶的结构: 一般认为端粒酶由端粒 酶RNA(TR)、端粒酶相关蛋白和端粒酶催 化亚基(TERT)3部分组成。许多物种的TR 已经被成功克隆,如纤毛虫、酵母、人和鼠 等。
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端粒的功能:
1.保护染色体末端 真核生物的端粒DNA-蛋白复合物，如帽 子一般，保护染色体末端免于被化学修饰或 被核酶降解，同时可能还有防止端粒酶对端 粒进行进一步延伸的作用。改变端粒酶的模 板序列将导致端粒的改变，从而诱导细胞衰 老和死亡。
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端粒的功能:
3.决定细胞的寿命
染色体复制的上述特点决定了细胞分裂 的次数是有限的，端粒的长度决定了细胞的 寿命，故而被称为“生命的时钟”。
端粒与端粒酶的发现历程——记诺贝尔生理学或医学奖
端粒与端粒酶的发现历程——记诺贝尔生理学或医学奖本文是基于个人理解来整理的端粒和端粒酶的发现历史，因为知识时间有限，其中必有偏差和谬误的地方，关键之处还是以原始文献为主。
本人之所以赶这趟诺贝尔奖热，花大量的时间进行文献阅读和整理，是因为它提供了一次极好的向公众传播科学思想的机会。
由于端粒和端粒酶领域的一系列发现贯穿着"发现现象/问题"-"提出概念/模型"-"实验验证"的思路，重现这个思路对科学工作者是有启发意义的。
本文也提供了一个很好的教学案例。
引言－到底是"谁"得诺奖了？2009年诺贝尔生理学或医学奖授予了UCSF（加州大学旧金山分校）的Elizabeth Blackburn（简称Liz），Johns Hopkins University（约翰霍普金斯大学）的Carol Greider（简称Carol），以及Howard Medical School （哈佛医学院）的Jack Szostak。
诺贝尔奖主页上介绍她/他们获奖的原因是揭示了"how chromosomes are protected by telomeres and the enzyme telomerase"（染色体是如何被端粒和端粒酶保护的），这样描述是非常专业的。
当然更多的公众媒体为了吸引眼球，会用"Aging Research Wins Nobel Prize"（衰老研究摘取诺贝尔奖）的标题，这颇有误导之嫌。
"揭开衰老与癌症的奥秘"，这样的标题更是耸人听闻，偏离这个诺贝尔奖的用意了。
不可否认端粒和端粒酶的发现能获得诺贝尔奖，是因为它跟衰老和癌症的潜在关系获得了更多公众的关注。
但是迄今为止它只是衰老和癌症的correlator（相关者），勉强算得上indicator（指示者），还远不是causer （引起者）。
端粒和端粒酶与衰老_癌症的潜在关系_2009年诺贝尔生理学或医学奖简介
端粒和端粒酶与衰老、癌症的潜在关系———2009年诺贝尔生理学或医学奖简介孔令平① 汪华侨②①副教授,广州医学院从化学院,广州510182;②教授,中山大学中山医学院人体解剖学与脑研究室,广州510080关键词 端粒 端粒酶 细胞 衰老 癌症 美国科学家伊丽莎白・布莱克本、卡萝尔・格雷德和杰克・绍斯塔克三人同时获得2009年诺贝尔生理学或医学奖,这是由于他们发现“染色体是如何被端粒和端粒酶保护的”,这一研究成果揭开了人类衰老和肿瘤发生等生理病理现象的奥秘。
本文将就端粒和端粒酶的发现、结构和功能及其与人类衰老、癌症的潜在关系等方面做一简要介绍。
人的生老病死,这或许是生命最为简洁的概括,但其中却蕴藏了无穷无尽的奥秘。
2009年10月5日,瑞典卡罗林斯卡医学院宣布将2009年诺贝尔生理学或医学奖授予美国科学家伊丽莎白・布莱克本(Elizabet h H.Blackburn)、卡萝尔・格雷德(Carol W.Greider)和杰克・绍斯塔克(J ack W.Szostak),以表彰他们发现“染色体是如何被端粒和端粒酶保护的”。
这3位科学家的发现“解决了一个生物学重要课题,即染色体在细胞分裂过程中是怎样实现完全复制,同时还能受到保护且不发生降解”。
由此可能揭开了人类衰老和罹患肿瘤等严重疾病的奥秘。
染色体是生物细胞核中的一种易被碱性染料染色的线状物质。
大家都知道,正常人的体细胞有23对染色体,这对人类生命具有重要意义,其中的X和Y染色体是决定男女性别的性染色体。
在染色体的末端,有一个像帽子一样的特殊结构,这就是端粒。
作为染色体末端的“保护帽”,端粒具有维持染色体的相对稳固、防止DNA互相融合及重组的功能,犹如卫兵那样守护染色体不受损害。
而端粒酶的作用则是帮助合成端粒,使得端粒的长度等结构得以稳定。
“染色体携有遗传信息。
端粒是细胞内染色体末端的‘保护帽’,它能够保护染色体,而端粒酶在端粒受损时能够恢复其长度。
端粒和端粒酶发现和其应用
端粒和端粒酶的发现和其应用摘要：端粒对维持染色体的稳定和延长细胞寿命至关重要，其长度的维持有赖于端粒酶的存在。
布莱克本和绍斯塔克发现端粒中的一种独特DNA 序列能保护染色体免于退化，格雷德和布莱克本发现了端粒酶及其作用。
这些发现揭示了端粒形成和端粒酶保护染色体的机理，3位美国科学家因此荣获2009年诺贝尔生理学或医学奖。
端粒酶和端粒结构维持的研究为我们洞悉诸如癌症、衰老以及遗传疾病综合症等医学高度相关领域提供了新方略,并促进了目前正处于临床检测的基于以端粒酶活性及表达为目标的癌症治疗新策略的发展。
综述了端粒和端粒酶发现的背景、过程及其作用。
关键词：端粒端粒酶癌症衰老遗传疾病综合症2009年诺贝尔生理学或医学由于揭示了染色体是如何通过端粒和端粒酶而得到保护的机理，2009年诺贝尔生理学或医学奖授予伊丽莎白·布莱克本( Elizabeth H Blackburn)，杰克·绍斯塔克( Jack W Szostak)和卡萝尔·格雷德(CarolW Greider) 3位博士。
他们解决了染色体末端是如何在持续的细胞分裂过程中避免遭受侵蚀或重组而得以幸存并维持自身结构稳定这一长期困惑生物学家的基本问题。
通过创造性的基因实验,证实染色体末端具有经进化保留的结构与功能。
随后，精细的生化研究揭示了负责染色体DNA末端合成的端粒酶这一早就预测到的对其内在RNA模板具有依赖性的酶的存在。
端粒酶的缺失将导致端粒重复结构在连续的细胞分裂中逐渐缩短，生命力受到抑制，并在复制衰老过程中以细胞死亡终结。
人体中,编码端粒酶复合物的基因编码元件发生的突变将导致以癌变、干细胞再生和组织维持缺陷为特征的遗传疾病发生。
许多能够无限增值的癌细胞能通过提高端粒酶活性来维持端粒结构稳定。
端粒酶的发现深刻地影响着生物医药的研究并促进了目前处于评估阶段的癌症治疗的发展。
1 端粒和端粒酶1.1 端粒端粒是真核细胞染色体末端的特殊结构。
2009年分子生物学诺贝尔奖感想启发评价
2009年分子生物学诺贝尔奖感想启发评价端粒酶的研究思路值得学习曾武威、章静波（中国医学科学院基础医学研究所）：10月5日，瑞典卡罗琳斯卡医学院宣布，将2009年诺贝尔生理学或医学奖授予3位美国科学家，以表彰他们“发现端粒和端粒酶是如何保护染色体的”。
这一发现解答了生物学上的一个重大问题，即染色体在细胞分裂时是如何以完整的形式自我复制的，以及它们是如何受到保护而免于降解的。
3位科学家揭示了其答案就在染色体的末端——端粒，以及形成端粒的酶——端粒酶上。
我们身体中的每个细胞都含有完整的基因组，携带基因的线状dna分子被包裹在染色体中。
在染色体的末端部分有一个像帽子一样的特殊结构，这就是端粒。
它是细胞内染色体末端的保护帽，能够保护染色体。
而端粒酶的作用则是形成端粒，使得端粒的长度等结构得以稳定。
1982年，伊丽莎白·布莱克本应用dna测序技术揭示了端粒由短的重复dna片段组成。
随后，她和杰克·邵斯塔克发现，单细胞生物四膜虫的端粒可以保护其自身dna分子，也可以保护种属相隔很远的酵母微染色体。
端粒的保护作用在进化上具有如此巨大跨度的保守性，提示这是一种非常基本的生物机制在起作用。
于是，布莱克本与当时是其研究生的卡萝尔·格雷德开始探索端粒的维护机制。
1984年，他们发现了端粒酶。
它是由rna和蛋白质组成的，其rna成分中包含端粒dna的特征性序列ccccaa。
端粒合成时，该序列作为模板，而其蛋白质成分中含有酶活性。
端粒酶通过其自身rna提供的模板将端粒dna延伸，从而以此分子末端为平台，使dna聚合酶能够复制完整长度的染色体，而不会遗漏其最末端部分。
在此之前，分子生物学家们一直无法解释dna在细胞分裂时如何加到复制的dna双链的末端，这项发现解释了这一长时间令人困惑的“末端复制问题”。
端粒和端粒酶：解开人类衰老及癌症之谜
2009年诺贝尔⽣理学或医学奖授予3位美国科学家，以表彰他们“发现端粒和端粒酶是如何保护染⾊体的”。
端粒和端粒酶为何物？它们如何保护染⾊体？医学专家对这⼀研究成果进⾏了通俗解释。
⿊龙江省医学会肿瘤专业委员会主任委员、哈尔滨医科⼤学附属肿瘤医院结直肠外科主任王锡⼭教授介绍，在⽣物细胞核中，有⼀种易被碱性染料染⾊的线状物质，⼈们称之为“染⾊体”。
在染⾊体的末端，有个外形像帽⼦的特殊结构，这就是端粒。
作为染⾊体末端的“保护帽”，端粒具有维持染⾊体的相对稳固、防⽌DNA互相融合及重组的功能，犹如卫兵那样守护染⾊体不受损害。
⽽端粒酶的作⽤则是帮助合成端粒，并使端粒的长度得到稳定。
“端粒不仅与染⾊体的个性特质和稳定程度密切相关，⽽且还涉及细胞的寿命、衰⽼与死亡等诸多⽅⾯。
”王锡⼭表⽰，在⽣命的初期，端粒酶异常活跃，之后细胞每分裂⼀次，端粒就变短⼀次，如果变得太短，细胞不再分裂，衰⽼就将开始。
假若端粒酶活性很⾼，端粒的长度就能得到保持，细胞的⽼化就被推迟。
同样，这⼀原理也能解释癌细胞⽆限增殖的机理，因为如果端粒长度可以长期维持，癌细胞也就将“⽣⽣不息”，⽆情地吞噬⽣命。
王锡⼭说，⼈类对端粒的兴趣可追溯到上世纪30年代⾄40年代。
在此期间，两位⽣物学家分别在⽟⽶和果蝇的基因组中发现，染⾊体末端与从中间断裂的染⾊体残端不同，末端不会像残端那样频繁地发⽣重排。
继⽽他们将这种染⾊体末端的特殊结构命名为“端粒”，这两⼈因此先后获得了诺贝尔⽣理学或医学奖。
但当时没有先进的⼯具和⼿段，⼈们未能从分⼦⽔平进⼀步探讨端粒的结构和功能。
直⾄此次3位科学家的卓越表现，才使端粒研究成为⼀个科研⾦矿。
“在恶性肿瘤⽇益威胁⼈类健康的今天，围绕端粒和端粒酶这条线索穷追不舍，有望早⽇攻克癌症这⼀医学难题。
”王锡⼭说。
端粒和端粒酶的发现历程教学提纲
端粒和端粒酶的发现历程端粒和端粒酶的发现历程廖新化引言2009年诺贝尔生理学或医学奖授予了UCSF（加州大学旧金山分校）的Elizabeth Blackburn （简称Liz），Johns Hopkins University（约翰霍普金斯大学）的Carol Greider（简称Carol），以及Howard Medical School（哈佛医学院）的Jack Szostak。
诺贝尔奖主页上介绍她/他们获奖的原因是揭示了“how chromosomes are protected by telomeres and the enzyme telomerase”（染色体是如何被端粒和端粒酶保护的）。
端粒和端粒酶的研究进程中贯穿着“发现现象/问题”-“提出概念/模型”-“实验验证”的思路，整个过程就像相继解开一个个puzzle（智力谜团）一样有趣，充满了思想的光辉。
重现这个思路对科学工作者是有启发意义的。
本文也提供了一个很好的科学问题推演的教学案例。
染色体末端的两个难题以及端粒的概念20世纪70年代初，对DNA聚合酶特性的深入了解引申出了一个染色体的复制问题。
DNA聚合酶在复制DNA的时候必须要有引物来起始，而且它的酶活性具有方向性，只能沿着DNA5’到3’的方向合成。
染色体复制之初可以由小RNA作为引物起始合成，之后细胞的修复机器启动，DNA聚合酶能够以反链DNA为模板，以之前合成的DNA为引物，合成新的DNA取代染色体中间的RNA引物。
但是线性染色体最末端的RNA引物因为没有另外的引物起始，没有办法被DNA 取代。
所以线性染色体DNA每复制一轮，RNA引物降解后末端都将缩短一个RNA引物的长度（图1，简化的示意图，实际上染色体的DNA双链末端不会是平的）。
尽管这个引物不长，但是细胞千千万万代地不断复制，如果不进行补偿，染色体不断缩短，最终就会消失。
James Watson（因为发现DNA双螺旋结构获得诺奖）最早就明确指出了这个“末端隐缩问题”，并猜想染色体也许可以通过在复制前联体（染色体末端跟末端连起来）的方式来解决末端复制的问题[1]。
2009诺贝尔生理及医学奖
生老病死，这或许是人类生命最为简洁的概括，但其中却蕴藏了无数的奥秘。获得2009年诺贝尔生理学或医学奖的三位美国科学家，凭借“发现端粒和端粒酶是如何保护染色体的”这一成果，揭开了人类衰老和罹患癌症等严重疾病的奥秘。 在生物的细胞核中，有一种易被碱性染料染色的线状物质，它们被称为“染色体”。正常人的体细胞有23对染色体，它们对人类生命具有重要意义，例如众所周知，决定男女性别的就是一对染色体。在染色体的末端部分有一个像帽子一样的特殊结构，这就是端粒。而端粒酶的作用则是帮助合成端粒，使得端粒的长度等结构得以稳定。 “染色体携有遗传信息。端粒是细胞内染色体末端的‘保护帽’，它能够保护染色体，而端粒酶在端粒受损时能够恢复其长度。”获奖者之一的伊丽莎白·布莱克本介绍说：“伴随着人的成长，端粒逐渐受到‘磨损’。于是我们会问，这是否很重要？而我们逐渐发现，这对人类而言确实很重要。” 卡罗林斯卡医学院发布的新闻公报说，这三位科学家的发现“解释了端粒如何保护染色体的末端以及端粒酶如何合成端粒”。借助他们的开创性工作，人们知道，端粒不仅与染，端粒变短，细胞就老化。相反，如果端粒酶活性很高，端粒的长度就能得到保持，细胞的老化就被延缓。 不过需要指出的是，近年来陆续有研究发现，端粒和染色体等虽然与细胞老化有关，进而影响衰老，但并非唯一的因素，“生命衰老是一个非常复杂的进程，它有许多不同的影响因素，端粒仅仅是其中之一”。 “这是有关人类衰老、癌症和干细胞等研究的谜题拼图中重要的一片，”新闻公报说，“他们的发现使我们对细胞的理解增加了新的维度，清楚地显示了疾病的机理，并将促使我们开发出潜在的新疗法。”
2009年诺贝尔生理学或医学奖
伊丽莎白-布莱克本
伊丽莎白-布莱克本1970年本科毕业于墨尔本大学，1971年获得墨 尔本大学理科硕士学位。之后前往英国剑桥大学深造，1975年获 得分子生物学博士。在剑桥大学上学期间，伊丽莎白-布莱克本 遇到并同约翰-赛达特结婚。约翰-赛达特是美国人，在英国攻读 生物学博士后学位。之后由于职业发展和个人原因，伊丽莎白布莱克本前往美国。 到美国后，伊丽莎白-布莱克本展开了端粒研究。端粒有助于染色体 保持稳定和完整，保证DNA自我复制过程的完整性。1978年， 她成为美国加州大学伯克利分校的助理教授。正是在这所大学工 作期间，她做出了有关染色体和DNA的开创性发现。 1990年伊丽莎白-布莱克本来到美国加利福尼亚旧金山大学。目前 她是旧金山大学莫里斯· 赫尔兹斯坦生物学和生理学教授。
杰克-绍斯塔克
•
杰克-绍斯塔克1952年出生在英国，在加拿 大长大。 • 杰克-绍斯塔克曾在蒙特利尔麦吉尔大学学 习，1977年在美国纽约伊萨卡康奈尔大学获得 博士学位。 • 自1979年起，杰克-绍斯塔克一直在美国哈 佛医学院工作，目前是波士顿马萨诸塞州综合医 院遗传学教授。他还供职于哈佛休斯医学研究所。 • 杰克-绍斯塔克在遗传学领域做出了开创性 贡献。他努力制造出一种按照达尔文理论进化的、 自我复制的原生细胞，来研究生命起源和最初的 演化。
端粒酶的发现 2009年诺贝尔生理学或医学奖 一.引言 二.端粒和端粒酶的结构和功能 三.端粒酶的意义
一.引言
• 瑞典卡罗林斯卡医学院宣布，将2009年诺贝尔 生理学或医学奖授予
• 伊丽莎白-布莱克本（美国加利福尼亚旧金山大学） • 卡罗尔-格雷德 （美国巴尔的摩约翰-霍普金斯医学院） • 杰克-绍斯塔克（美国哈佛医学院）
Electron micrograph of the DNA at the end of an interphase human chromosome. The chromosome was fixed, deproteinated, and artificially thickened before viewing. The loop seen here is approximately 15,000 nucleotide pairs in
2009诺贝尔生理或医学奖
3名获奖者将分享1000万瑞典克朗(约合142.7万美元)奖金。
这是诺贝尔生理学或医学奖第100次确定获奖者，也是首 次由两名女性同时摘得这一奖项。迄今为止的195位诺贝 尔生理学或医学奖获得者中，包括她们两人也才只有10名 女科学家。
端粒和端粒酶研究有助于攻克医学
领域3方面难题，即“癌症、特定遗 传病和衰老”。
杰克· 绍斯塔克1952年生于英国首都伦敦， 本科就读于加拿大麦基尔大学，在美国康奈 尔大学获生物化学博士学位，1979年前往哈 佛大学医学院创立自己的实验室，现为马萨 诸塞综合医院遗传学教授。他首次成功制成 酵母人造染色体，为后人绘制哺乳动物基因 图和操纵基因创造了条件。
2009诺贝尔生理 学或医学奖
他们找到了人类“生命时 钟”
今年的揭晓仪式按惯例在卡罗林斯卡医学院的“诺贝尔 大厅”举行，可容纳200人的大厅同往年一样座无虚席。
诺贝尔奖评选委员会秘书长戈兰· 汉松 用不同语种宣读了获奖者名单。
伊丽莎白-布莱克本
卡萝尔-格雷德
杰克-绍斯塔克
表彰他们“发现端粒和端粒酶是如何保护染色体的”。他 们的研究成果揭示，端粒变短，细胞就老化；如果端粒酶 活性很高，端粒的长度就能得到保持，细胞的老化就被延 缓。
汉松说，这三位科学家的发现解决了一个生物学的重要课 题，即染色体在细胞分裂过程中是怎样实现完全复制，同 时染色体如何受到保护而不至于发生降解。
在染色体末端部分有一个像帽子一样的特殊结构，这就 是端粒。端粒经常被比作鞋带头上包裹的、一样保 护染色体。
卡萝尔· 格雷德，美国人。她于1961年出 生在美国加利福尼亚州，曾先后就读于加利 福尼亚大学圣巴巴拉分校和伯克利分校，并 于1987年获得博士学位，其导师正是伊丽莎 白· 布莱克本。格雷德曾在美国科尔德斯普林 实验室从事博士后研究，从1997年起她开始 担任约翰斯· 霍普金斯大学医学院教授。
09诺贝尔——端粒酶机理的 发现及意义
2009年诺贝尔生理学或医学奖得主主要成果及对人类社会的影响生命科学学院 2010级生物学试验班马福林辅导教师：丁显平教授内容摘要端粒是真核生物染色体末端的一种特殊结构， 对于维持染色体稳定性具有十分重要的意义。
北京时间10月5日下午17时30分，2009年度诺贝尔生理学或医学奖在瑞典卡罗林斯卡医学院揭晓，三名美国科学家Elizabeth.Blackburn、Carol W. Greider以及Jack W. Szostak共同获得该奖项。
他们发现了由染色体冠制造的端粒酶，这种染色体的自然脱落物将引发衰老和癌症。
关键词端粒 端粒酶 染色体 诺贝尔生理学与医学奖 延缓衰老 治疗癌症1． 简述获奖者成果2009年度诺贝尔生理学或医学奖于北京时间10月5日下午17时30分，在瑞典卡罗林斯卡医学院揭晓，三位美国科学家伊丽莎白•布兰克波恩(Elizabeth H. Blackburn)、卡罗尔•格雷德(Carol W. Greider)以及杰克•绍斯塔克(Jack W. Szostak)共同因发现了端粒和端粒酶保护染色体的机理而获得该奖项卡罗林斯卡医学院方面称，这三人“解决了生物学上的一个重大问题”，即在细胞分裂时染色体如何进行完整复制，如何免于退化。
其中奥秘全部蕴藏在端粒和端粒酶上。
由染色体根冠制造的端粒酶是染色体的自然脱落物，能引发衰老和癌症。
端粒也被科学家称作“生命时钟”，在新细胞中，细胞每分裂一次，端粒就缩短一次，当端粒不能再缩短时，细胞就无法继续分裂而死亡。
Elizabeth H. Blackburn他们发现的端粒酶，在一些失控的恶性细胞的生长中扮演重要角色。
大约90%的癌细胞都有着不断增长的端粒及相对来说数量较多的端粒酶。
换句话说，正常的细胞，每次复制时都会发生端粒的缩短，因此，细胞复制的次数是有限的，一般50次左右。
但是这三人发现癌细胞发现了一种酶，因为这种酶的关系，癌细胞的端粒不会发生正常细胞中的缩短现象。
2009年诺贝尔奖生理学或医学奖端粒与端粒酶
1977年在康奈尔大学 获得博士学位。师从中 国工程学院外籍院士吴 瑞教授
目前是马萨诸塞综合
医院遗传学教授，并同
时任职于美国霍华德·休
斯医学研究所
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2.获奖者
卡萝尔·格雷德 (Carol reider)
➢1961年出生在美国加利 福尼亚州，
➢1987年获得博士学位， 其导师正是伊丽莎白·布 莱克本，之后曾在美国科 尔德斯普林实验室从事博 士后研究
➢1997年起开始担任约翰 斯·霍普金斯大学医学院 教授
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3.获奖成果— 端粒的发现
赫尔曼·马勒和芭芭拉·麦克林托克发现染色体
1930 末端的一个特殊结构他们认为该结构可以阻止
染色体彼此黏附,并设想其可能具有保护性作用。
赫尔布莱克波恩在研究一种简单的池生生物
1978 四膜虫的染色体时,获得了一个突破性的发现,在该动
Ӂ 1990年开始担任美国加利福 尼亚大学旧金山分校生物学和 生理学教授。
Ӂ 2007年伊丽莎白·布莱克本因 学术成就卓著曾被美国《时代 》周刊评为年度全球最具影响 力的100个人物之一。
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2.获奖者
杰克·绍斯塔克(Jack
Szostak)
美国人。1952年生于 伦敦，在加拿大长大。
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4.获奖成果— 端粒酶
概念
端粒酶是一种RNA与蛋白的复合体，它以 自身RNA上的一个片段为模板通过逆转录合 成端粒重复序列，并通过一种RNA依赖性聚 合酶（如逆转录酶）机制加到染色体3’末 端以延伸端粒。
组成
RNA（作为模板） 蛋白质（反转录酶）
作用
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2009年诺贝尔生理学或医学奖 1 简介 2 获奖科学家 3 获奖成果—端粒 4 获奖成果— 端粒酶 5 获奖成果的理论意义和应用前景
1.简介
• 卡罗林斯卡医学院方面称，这三人“解决了 生物学上的一个重大问题”，即在细胞分裂 时染色体如何进行完整复制，如何免于退化 。其中奥秘全部蕴藏在端粒和端粒酶上。由 染色体根冠制造的端粒酶(telomerase)是染 色体的自然脱落物，能引发衰老和癌症。端 粒也被科学家称作“生命时钟”。在新细胞中 ，细胞每分裂一次，端粒就缩短一次。
格雷德在其导师布莱克波 恩带下开始研究端粒DNA 的合成是否由未知的酶控制
格雷德在细胞 抽提物中发现 酶活性的标志
格雷德与导师共同 将这种酶命名为—— 端粒酶 (Telomerase)
经过试验排除端粒序 列是由内源DNA为模板,
4.获奖成果— 端粒酶
4.获奖成果— 端粒酶
端粒酶是一种RNA与蛋白的复合体，它以 自身RNA上的一个片段为模板通过逆转录合 成端粒重复序列，并通过一种RNA依赖性聚 合酶（如逆转录酶）机制加到染色体3’末 端以延伸端粒。 RNA（作为模板） 蛋白质（反转录酶）
布莱克波和绍斯塔克,两人决定在相差甚远的 1980 不同物种中进行交叉研究 。
1982 他们发现来自四膜虫的端 粒DNA可对酵母菌的 染色体起到保护作用从而 证明了其功能的保守性。
绍斯塔克与布莱克波恩携手 成功组装出两端为CCCCAA序 列的微型染色体。当这些微型 染色体注入到酵母细胞中后, 在细胞分裂时,这种CCCCAA的 DNA序列在复制时对染色体 起到了保护作用,他们首次 将这些遗传保护帽命名为 “端粒 ”(Telomere）
2.获奖者
杰克· 绍斯塔克(Jack
Szostak)
美国人。1952年生于 伦敦，在加拿大长大。 1977年在康奈尔大学 获得博士学位。师从中 国工程学院外籍院士吴 瑞教授 目前是马萨诸塞综合 医院遗传学教授，并同 时任职于美国霍华德· 休 斯医学研究所
2.获奖者
卡萝尔· 格雷德 (Carol reider)
绍斯塔克进而对酵 母端粒的结构进行 研究,发现酵母与四 膜虫的端粒结构非 常相似,而端粒片段 长度的不同反映了 染色体中DNA数量 的差别。
绍斯塔克研究小组 构建了世界上第一个 酵母人工染色体
3.获奖成果— 端粒
3.获奖成果— 端粒
3.获奖成果— 端粒
端粒
概念
组成
Байду номын сангаас
作用
缺陷
真核细胞线性染色体 末端的一组重复DNA 序列，通常由富含 由端粒蛋 鸟嘌呤核苷酸(G) 白和端粒 的短的串联重复 DNA组成 序列组成。
DNA复制时，负责复制的酶 不能复制线性DNA分子尾部， 对染色体有 这样就在端粒区域产生一段 保护作用 单链区域，导致部分端粒 DNA的丢失，经过一次次复制 端粒序列具有 端粒便会慢慢地缩短，当端粒 高度保守性 缩短至一定程度，细胞无法 继续分裂，并在形态和功能上 都表现出衰老特征
4.获奖成果— 端粒酶的发现 1984 在发现端粒的结构和功能后
2009年诺贝尔生理学或医学奖 ——端粒与端粒酶
姓名：
专业： 学号：
• 2009年10月5日诺贝尔瑞典卡罗林斯卡医学院 宣布，将2009年诺贝尔生理学或医学奖授予 美国加利福尼亚旧金山大学的伊丽莎白·布 莱克本(Elizabeth Blackburn)、美国巴尔的 摩约翰·霍普金医学院的卡罗尔-格雷德 (Carol Greider)、美国哈佛医学院的杰克· 绍斯塔克(Jack Szostak)以及霍华德休斯医 学研究所，以表彰他们发现了端粒和端粒酶 保护染色体的机理。
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美国
卡萝尔· 格雷德 (Carol Greider)
杰克· 绍斯塔克
英国伦敦
(Jack Szostak)
2.获奖者
伊丽莎白· 布莱克本 (Elizabeth Blackburn)
Ӂ 1948年出生于澳大利亚，拥 有美国和澳大利亚双重国籍。 Ӂ 1975年拿到英国剑桥大学博 士学位。 Ӂ 1990年开始担任美国加利福 尼亚大学旧金山分校生物学和 生理学教授。 Ӂ 2007年伊丽莎白· 布莱克本因 学术成就卓著曾被美国《时代 》周刊评为年度全球最具影响 力的100个人物之一。
1961年出生在美国加利 福尼亚州， 1987年获得博士学位， 其导师正是伊丽莎白· 布 莱克本，之后曾在美国科 尔德斯普林实验室从事博 士后研究 1997年起开始担任约翰 斯· 霍普金斯大学医学院 教授
3.获奖成果— 端粒的发现
赫尔曼·马勒和芭芭拉·麦克林托克发现染色体 1930 末端的一个特殊结构他们认为该结构可以阻止 染色体彼此黏附,并设想其可能具有保护性作用。 赫尔布莱克波恩在研究一种简单的池生生物 1978 四膜虫的染色体时,获得了一个突破性的发现,在该动 物编码核糖体RNA的染色体两端是一个重复的DNA序列, 5′(C-C-C-C-A-A ) n 3′,其中n在20和7之间。
概念
组成
作用
在端粒DNA的复制时，端粒酶既有模板， 又有逆转录酶这两方面的作用。其与 端粒3´端结合后，以其RNA为模板，经反 转录延长端粒，从而保护DNA双链末段 免遭降解及相互融合。
5.获奖成果的理论意义和应用前景
端粒的保护,维持和端粒的缩短形成了端粒调节 的对立统一体“ 一方面，对端粒的保护维持了遗传 物质的稳定性，而另一方面，DNA复制的内在特 性却注定了体细胞的寿命” 生殖细胞中端粒酶的活 性保证了端粒初始长度的恒定，而体细胞缺乏端粒 酶活性而注定了走向衰老和死亡“ 作为染色体末端 的”守护者，端粒的变化决定着细胞的命运，对端 粒,端粒酶的深入研究，有益于揭示遗传物质的稳 定性以及细胞的衰老,死亡和癌变的奥妙，同时也 为肿瘤,遗传病的诊断和治疗带来了新的曙光”。
• 当端粒不能再缩短时，细胞就无法继续分裂 而死亡。伊丽莎白，布莱克本他们发现的端 粒酶，在一些失控的恶性细胞的生长中扮演 重要角色。大约90%的癌细胞都有着不断增 长的端粒及相对来说数量较多的端粒酶。
澳大利亚
伊丽莎白· 布莱克本 (Elizabeth Blackburn
2009年 诺贝尔生理 学或医学获奖 科学家