生物體內(nèi)細(xì)胞的正常運(yùn)轉(zhuǎn)有賴于讓合適的分子在合適的時(shí)間抵達(dá)合適的位置。一部分分子,如胰島素,需要被轉(zhuǎn)運(yùn)出細(xì)胞之外,而其他分子則需要被在細(xì)胞內(nèi)部進(jìn)行運(yùn)輸。細(xì)胞內(nèi)部產(chǎn)生的分子被包裹于囊泡之中(圖中藍(lán)色表示),但是這些囊泡具體是如何達(dá)成這種精準(zhǔn)的運(yùn)輸?shù)模窟@一點(diǎn)一直沒(méi)有被理解。囊泡
Randy W. Schekman發(fā)現(xiàn)基因控制下的蛋白質(zhì)在這種囊泡運(yùn)輸機(jī)制中起到重要作用。正如這里的圖上所展示的那樣,通過(guò)對(duì)比正常酵母菌細(xì)胞(左)和轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制缺陷的細(xì)胞(右),他成功識(shí)別出操控這一轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程的基因。 James E. Rothman發(fā)現(xiàn)一種蛋白質(zhì)化合物(圖中橘色表示)可以讓囊泡實(shí)現(xiàn)與目標(biāo)細(xì)胞膜的融合。囊泡上的蛋白質(zhì)物質(zhì)會(huì)與目標(biāo)細(xì)胞膜上的特定蛋白質(zhì)之間發(fā)生結(jié)合,從而讓囊泡可以在正確的位置上釋放其所運(yùn)載的特殊“分子貨物”。
Thomas C. Südhof研究了大腦中神經(jīng)細(xì)胞之間是如何互相傳遞信號(hào)的,以及鈣離子在這一過(guò)程中所起的作用。他識(shí)別出一種分子機(jī)制(圖中用紫色表示),其可以對(duì)進(jìn)入的鈣離子發(fā)生反應(yīng)并觸發(fā)囊泡融合,從而解釋了囊泡輸運(yùn)機(jī)制中時(shí)間的精確性是如何達(dá)成的,以及其所攜帶的信號(hào)分子物質(zhì)是如何能做到受控釋放。 10月7日消息,據(jù)諾貝爾獎(jiǎng)官方網(wǎng)站報(bào)道,2013諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)今日公布,得主為James E. Rothman, Randy W. Schekman & Thomas C. Südhof,得獎(jiǎng)原因?yàn)樗麄儼l(fā)現(xiàn)了細(xì)胞內(nèi)的運(yùn)輸機(jī)制之謎。 生物體內(nèi)每一個(gè)細(xì)胞都是一個(gè)生產(chǎn)和輸出分子的工廠。比如,胰島素在這里被制造出來(lái)并釋放進(jìn)入血液當(dāng)中,神經(jīng)傳遞素從一個(gè)神經(jīng)細(xì)胞傳導(dǎo)至另一個(gè)細(xì)胞。這些分子在細(xì)胞內(nèi)都是以“小包”的形式傳遞的,這就是“細(xì)胞囊泡”。這三位獲獎(jiǎng)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了這些“小包”是如何被在正確的時(shí)間輸運(yùn)至正確地點(diǎn)的分子機(jī)制。
Randy Schekman發(fā)現(xiàn)了一系列與細(xì)胞囊泡輸運(yùn)機(jī)制有關(guān)的基因;James Rothman發(fā)現(xiàn)了讓這些囊泡得以與其目標(biāo)相融合的蛋白質(zhì)機(jī)制,從而可以實(shí)現(xiàn)對(duì)所運(yùn)“貨物”的傳遞;Thomas Südhof則揭示了信號(hào)是如何實(shí)現(xiàn)對(duì)囊泡的控制,使其得以精確分配其所載“貨物”。
在這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)過(guò)程中,三位科學(xué)家:Rothman, Schekman 和Südhof揭示了細(xì)胞內(nèi)輸運(yùn)體系的精細(xì)結(jié)構(gòu)和控制機(jī)制。這一系統(tǒng)的失穩(wěn)將導(dǎo)致有害結(jié)果,如神經(jīng)系統(tǒng)疾病,糖尿病或免疫系統(tǒng)紊亂。