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本报记者 许琦敏
生命体若是一个巨大的王国,它所具有的交通运输系统,甚至比人类社会的还要复杂精密!昨天揭晓的2013年诺贝尔生理或医学奖,就颁给了揭开这个神秘系统的三位科学家——詹姆斯·罗斯曼、兰迪·谢克曼、托马斯·舒道夫。获奖理由写道:“他们发现了细胞内的主要运输系统——囊泡运输的调节机制。”
囊泡:分子货车
人们一直很好奇,在细胞中合成的蛋白质、激素等,怎么会熟门熟路地跑去自己执行任务的地方,又怎会在最合适的时候发挥作用的?直到科学家发现了囊泡和它所携带的“货物”——各种蛋白分子,谜才解开。
“囊泡与细胞膜的结构一样,都是双层的磷酸脂分子,蛋白质可以镶嵌在它上面或被包在其中。”中科院上海生科院生化和细胞所研究员鲍岚介绍,“囊泡可以带着货物跑到需要的地方。”
当囊泡带着货物跑到目的地时,就会如船舶入坞,与目的地的膜性结构融合在一起,完成货物的转运。而詹姆斯·罗斯曼的贡献,就是发现控制囊泡融合过程的分子机理。鲍岚解释,囊泡非常小,一般直径只有几十纳米,大的也不过百余纳米,所以在光学显微镜下很难看清,而电子显微镜又无法看到活的囊泡,所以罗斯曼在上世纪80年代能解开这个难题,确实令人赞叹。
兰迪·谢克曼证明了在囊泡运输上“酵母与哺乳动物细胞有着共通之处”——这说明囊泡运输是一个非常基本的生命过程,遵循着许多共通的原则。而托马斯·舒道夫则发现神经系统中的囊泡通过接受外部刺激信号,来精确调控“卸货”——这对了解诸如神经递质的调控意义非凡。
研究无止境
获得诺奖,是对过去的肯定,而现在的科研早在此基础上飞速向前。
生化和细胞所研究员朱学良告诉记者,科学家对囊泡运输中的“交通系统”已有了更多认识:载着蛋白质分子的囊泡还会被装载到被称作马达蛋白的“机车”上,沿着细胞里由许多微管、微丝组成的“高速公路”,从一个地方被运输到另一个地方;细胞的分选系统则可以根据蛋白质上携带的“邮政编码”,将它们高效地分发到目的地……
即使获奖者本人,也在不断深入研究。
当罗斯曼接到诺奖电话时,刚好大清早起床。他很高兴,当年自己不顾很多人的“失败忠告”,充满勇气地启动了实验,今天终于等到了来自斯德哥尔摩的电话。同时他提到,自己的实验也已进行到了更深入的层面。
“在纳米层面看,它们更像一架机器。”他说。这次获得诺奖的工作主要完成于哥伦比亚大学。2008年到耶鲁大学担任细胞生物系主任后,这个又胖又壮、具有洞察力,同时又说话耿直的老头儿,大量招聘年轻学者,用最新技术手段,如结构生物学、光学显微、力学等,从不同角度深入膜融合的更多细节。
慢热型诺奖
与去年仅面世6年就得到诺奖的多能诱导干细胞相比,囊泡运输可谓属于慢热型项目,但它的科学意义绝不比前者小。
根据诺贝尔奖网站的介绍,这个基本生命过程与2型糖尿病等代谢紊乱疾病密切相关,与骨骼、肌肉、脂肪组织的病变大有关联,还与癫痫、家族性噬血细胞综合征等疾病有关。
可是,面对记者“对临床诊疗、新药研制有何推动”的提问时,诺奖新闻发布人谈得并不多。鲍岚认为,正因为这是一个太基本的生命过程,所以要了解清楚,并最终与疾病建立联系,势必是一个长期的过程。
经过几十年的发展,现在已有越来越多的科学家投身于这个领域。“囊泡运输在不同细胞中、不同环境下,都会有所不同,都需要一一研究清楚。”鲍岚说,越来越多的中国学者投身于这一领域,研究囊泡运输与神经系统疾病、癌症、糖尿病等疾病的关系。
生命体若是一个巨大的王国,它所具有的交通运输系统,甚至比人类社会的还要复杂精密!昨天揭晓的2013年诺贝尔生理或医学奖,就颁给了揭开这个神秘系统的三位科学家——詹姆斯·罗斯曼、兰迪·谢克曼、托马斯·舒道夫。获奖理由写道:“他们发现了细胞内的主要运输系统——囊泡运输的调节机制。”
囊泡:分子货车
人们一直很好奇,在细胞中合成的蛋白质、激素等,怎么会熟门熟路地跑去自己执行任务的地方,又怎会在最合适的时候发挥作用的?直到科学家发现了囊泡和它所携带的“货物”——各种蛋白分子,谜才解开。
“囊泡与细胞膜的结构一样,都是双层的磷酸脂分子,蛋白质可以镶嵌在它上面或被包在其中。”中科院上海生科院生化和细胞所研究员鲍岚介绍,“囊泡可以带着货物跑到需要的地方。”
当囊泡带着货物跑到目的地时,就会如船舶入坞,与目的地的膜性结构融合在一起,完成货物的转运。而詹姆斯·罗斯曼的贡献,就是发现控制囊泡融合过程的分子机理。鲍岚解释,囊泡非常小,一般直径只有几十纳米,大的也不过百余纳米,所以在光学显微镜下很难看清,而电子显微镜又无法看到活的囊泡,所以罗斯曼在上世纪80年代能解开这个难题,确实令人赞叹。
兰迪·谢克曼证明了在囊泡运输上“酵母与哺乳动物细胞有着共通之处”——这说明囊泡运输是一个非常基本的生命过程,遵循着许多共通的原则。而托马斯·舒道夫则发现神经系统中的囊泡通过接受外部刺激信号,来精确调控“卸货”——这对了解诸如神经递质的调控意义非凡。
研究无止境
获得诺奖,是对过去的肯定,而现在的科研早在此基础上飞速向前。
生化和细胞所研究员朱学良告诉记者,科学家对囊泡运输中的“交通系统”已有了更多认识:载着蛋白质分子的囊泡还会被装载到被称作马达蛋白的“机车”上,沿着细胞里由许多微管、微丝组成的“高速公路”,从一个地方被运输到另一个地方;细胞的分选系统则可以根据蛋白质上携带的“邮政编码”,将它们高效地分发到目的地……
即使获奖者本人,也在不断深入研究。
当罗斯曼接到诺奖电话时,刚好大清早起床。他很高兴,当年自己不顾很多人的“失败忠告”,充满勇气地启动了实验,今天终于等到了来自斯德哥尔摩的电话。同时他提到,自己的实验也已进行到了更深入的层面。
“在纳米层面看,它们更像一架机器。”他说。这次获得诺奖的工作主要完成于哥伦比亚大学。2008年到耶鲁大学担任细胞生物系主任后,这个又胖又壮、具有洞察力,同时又说话耿直的老头儿,大量招聘年轻学者,用最新技术手段,如结构生物学、光学显微、力学等,从不同角度深入膜融合的更多细节。
慢热型诺奖
与去年仅面世6年就得到诺奖的多能诱导干细胞相比,囊泡运输可谓属于慢热型项目,但它的科学意义绝不比前者小。
根据诺贝尔奖网站的介绍,这个基本生命过程与2型糖尿病等代谢紊乱疾病密切相关,与骨骼、肌肉、脂肪组织的病变大有关联,还与癫痫、家族性噬血细胞综合征等疾病有关。
可是,面对记者“对临床诊疗、新药研制有何推动”的提问时,诺奖新闻发布人谈得并不多。鲍岚认为,正因为这是一个太基本的生命过程,所以要了解清楚,并最终与疾病建立联系,势必是一个长期的过程。
经过几十年的发展,现在已有越来越多的科学家投身于这个领域。“囊泡运输在不同细胞中、不同环境下,都会有所不同,都需要一一研究清楚。”鲍岚说,越来越多的中国学者投身于这一领域,研究囊泡运输与神经系统疾病、癌症、糖尿病等疾病的关系。