2006-2013年与细胞生物学有关的诺贝尔奖获奖情况
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2006-2013年与细胞生物学有关的诺贝尔奖获奖情况
2006
安德鲁·菲尔和克雷格·梅洛RNA干扰
1998年美国人安德鲁·菲尔和克雷格·梅洛在《自然》上杂志发表的一项研究成果:他们首次将双链RNA导入线虫基因中,并发现双链RNA较单链RNA能更高效地特异性阻断相应基因的表达,他们称这种现象为RNA干扰。他们的这一发现也促使后来的科学家认识到,生物体的基因转化最终产物不仅仅是蛋白质,还包括相当一部分RNA。
“安德鲁·菲尔和克雷格·梅洛的重大发现,为人类对生命的研究开辟了一个非常广阔的领域。有些科学家认为,他们的这一研究成果好像宇宙学中的暗能量,是生物研究的一个全新世界。“RNA干扰”现象是在线虫实验中观察到的,安德鲁·菲尔和克雷格·梅洛将外源的双链RNA加入到线虫的基因中,发现它能抑制特定基因表达相应的蛋白质,首次证明此过程属转录后的“基因沉默”,并证明了小RNA分子是某些基因抑制现象的“幕后使者”。
2007
奥利弗·史密斯、马里奥·卡佩奇和马丁·埃文斯。“基因靶向”技术“基因靶向”技术,也通常被称作基因敲除。“基因靶向”技术利用胚胎干细胞改造老鼠体内的特定基因。在“基因靶向”技术的帮助下,科学家可以使实验鼠体内的一些“不活跃”基因失去作用,从而发现这些基因的实际功能。科学家希望借此发现人类一些疑难杂症在分子水平上的发病原因,并最终找到治疗途径。目前,“基因靶向”已被应用于对囊肿性纤维化、心脏病、糖尿病、阿尔茨海默症和癌症的研究。在公报中,诺贝尔奖评审委员会指出,“基因靶向”的应用为人类的胚胎发育以及人类对抗衰老和疾病带来了希望。
三位科学家的突破性成果在医学界和生理学界均有着非常重要的意义。由于老鼠有着和人类非常类似的基因,从生理学角度看,通过对小鼠体内不同基因的功能进行了解,可以进而指导对人类的基因研究。从医学角度看,通过了解基因与疾病的关系,人类可以开发出更为有效的治疗手段及药物。
2009
卡罗尔-格雷德、杰克·绍斯塔克和伊丽莎白·布莱克本端粒和端粒酶保护染色体的机理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。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。
携带基因信息的DNA线状长分子挤压形成染色体,端粒就像一顶高帽子置于染色体头上。伊丽莎白·布莱克本和杰克·绍斯塔克发现端粒的一种独特DNA序列能保护染色体免于退化。卡罗尔·格雷德和伊丽莎白·布莱克本确定了端粒酶,端粒酶是形成端粒DNA的成分。这些发现解释了染色体的末端是如何受到端粒的保护的,而且端粒是由端粒酶形成的如果端粒缩短了,细胞就会老化。相反,如果端粒酶的活动显著,端粒的长度也就能得以保持,并且细胞衰老也将延后。癌细胞就是一个例子,癌细胞被认为是具有永久生命力
的。相反,某些特定的遗传疾病,会出现一些有缺陷的端粒酶这样的特征,导致损害细胞。对此诺贝尔奖颁给这一细胞基本机制的发现,这一发现有助于新的治疗措施的发展。
2010
罗伯特·爱德华兹体外受精
爱德华兹创立的体外受精技术解决了一个重要的医学难题,即通过体外受精治疗多种不育症。试管婴儿工作有3个环节:①收集卵子。②精子处理使之获能。③胚胎移植。
胚胎移植又称受精卵移植,俗称人工授胎或借腹怀胎,是指将雌性动物的早期胚胎,或者通过体外受精及及其他方式得到的胚胎,移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物体内,使之继续发育为新个体的技术。
试管婴儿就是采用人工方法让卵细胞和精子在体外受精,并进行早期胚胎发育,然后移植到母体子宫内发育而诞生的婴儿。
2012
约翰·戈登(英)和山中伸弥(日)
1962年,约翰·戈登发现细胞的特化是可逆转的。在一项经典实验中,他将一个青蛙卵细胞的细胞核替换为成熟肠细胞的细胞核。这个改变了的卵细胞发育成为一只正常的蝌蚪。该成熟细胞的DNA仍含有发育成青蛙所需的全部信息。
40多年后,山中伸弥在2006年发现了小鼠的完整成熟细胞是如何能够被重编程为非成熟干细胞。令人惊讶的是,通过导入仅仅少量的基因,就可以将成熟细胞重编程为多能干细胞,即可发育成为身体各种组织的非成熟细胞。
这两项突破性的发现彻底改变了我们对于发育和细胞特化的看法。现在,我们知道成熟细胞并不需要永远局限在它的特化功能里。历史被改写,新的研究领域产生。通过重编程人体细胞,疾病研究的新机遇获得实现,诊断与治疗的新方法获得发展。
戈登和山中伸弥的发现显示,在某种情况下,特化的细胞能够回拨发育的时钟。虽然它们的基因组在发育中经受了修改,但这些修改并不是不可逆的。我们就此获得了对于细胞和有机体发育的一种新观点。