医学与生理学诺贝尔奖热门介绍

晓说

明天10月6日北京时间下午5点30分，2014年度诺贝尔生理与医学奖将会公布。今年的4大热门分别是细胞自噬、蛋白质折叠、DNA甲基化和微小RNA。这些科学家家中，几乎都是来自日本、以色列和美国的科学家，这显示出这些国家在过去20年内生物医学研究中的领导地位。


一、细胞自噬

细胞自噬又称为Ⅱ型细胞死亡，是细胞在自噬相关基因的调控下利用溶酶体降解自身受损的细胞器和大分子物质的过程。因发现溶酶体，于1974年取得诺贝尔奖的比利时科学家Christian de Duve在上世纪50年代经过电镜察看到自噬体构造，并且在1963年溶酶体国际会议上首先提出了"自噬"这种说法。因而 Christian de Duve被公以为自噬研讨的鼻祖。

2013年，汤森路透机构在预测2013年诺贝尔化学奖时对细胞自噬研究寄予了很大的希望。主要是美国密歇根大学生命科学教授Daniel Klionsky、日本东京大学生物化学与分子生物学教授Noboru Mizushima和日本东京工业大学前沿研究中心教授Yoshinori Ohsumi。他们的研究推动了科学家对自噬的分子生物学机制以及自噬的生理功能的认识。Daniel Klionsky的主要贡献是在酵母模型的自噬研究。最早在《Science》上发表综述介绍自噬，2005年创办了第一本自噬杂志《Autophagy》，2007年举办了第一次自噬国际会议，为自噬的宣传做了大量工作。Noboru Mizushima 2001年主要报道了Atg5的功能，被认为是哺乳动物分子机制研究的第一环，以及参与克隆自噬标志物LC3，而且制备了一些ATG基因敲除老鼠以及LC3转基因老鼠。在自噬方法学以及与发育的关系上有很大贡献。Yoshinori Ohsumi博士。日本科学家，克隆了第一个酵母自噬基因Atg1以及LC3，主要成果在酵母模型下自噬研究。另外，美国的Beth Levine 博士首先克隆了第一个哺乳动物自噬基因Beclin，在这个领域的贡献也是非常巨大的。

二、蛋白质折叠。

KazutoshiMori和Peter Walter因发现非折叠蛋白反应获得拉斯克基础医学奖。这方面的介绍已经比较多。

三、DNA甲基化。

HowardCedar和Aharon Razin主要研究DNA甲基化对基因表达的作用，2011年获得盖尔德纳国际奖，盖尔德纳国际奖都被誉为诺贝奖的预备奖。2013年汤森路透“引文桂冠奖”也将其再次列入其中。不过关于这两位的个人信息并不多，只能从学术背景做一些补充了。

DNA甲基化的重要性是和表观遗传学有关的，这涉及到自达尔文以后关于遗传学概念上的更新，这是环境能影响遗传信息的客观证据。表观遗传学是研究基因的核苷酸序列不发生改变的情况下，基因表达的可遗传的变化的一门遗传学分支学科。表观遗传的现象很多，已知的有DNA甲基化、基因组印记、母体效应、基因沉默、核仁显性、休眠转座子激活和RNA编辑等。其中关于DNA甲基化是研究最充分的，也最具有代表性，所以这个就称为这个领域的热门。

在甲基转移酶的催化下，DNA的CG两个核苷酸的胞嘧啶被选择性地添加甲基，形成5－甲基胞嘧啶，这常见于基因的5'-CG-3'序列。大多数脊椎动物基因组DNA都有少量的甲基化胞嘧啶，主要集中在基因5'端的非编码区，并成簇存在。甲基化位点可随DNA的复制而遗传，因为DNA复制后，甲基化酶可将新合成的未甲基化的位点进行甲基化。DNA的甲基化可引起基因的失活，DNA甲基化导致某些区域DNA构象变化，从而影响了蛋白质与DNA的相互作用，甲基化达到一定程度时会发生从常规的B-DNA向Z-DNA的过渡，由于Z-DNA结构收缩，螺旋加深，使许多蛋白质因子赖以结合的原件缩入大沟而不利于转录的起始，导致基因失活。

四、微小RNA。

研究者Victor Ambros和Gary Ruvkun获得了2008年拉斯克基础医学奖和2014年沃尔夫奖。两项奖项和诺贝尔奖都有很强的关联作用，而且在国际上也有很高的认可度。因为2008年的RNA干扰和这两位的研究十分接近，总感觉将会有一些吃亏。

2008年诺贝尔医学奖RNA干扰（RNAi）方面，Victor Ambros的贡献都足够获得一次诺贝尔医学奖，但贡献被忽视了。1993年，Lee，Feinbaum和Ambros等人发现在线虫体内存在一种RNA（lin-4），现在关于非编码RNA的种类和现象研究已经成为生物医学领域的大热门，他的贡献十分巨大。MicroRNA是一种小的内源性非编码RNA分子，大约由21－25个核苷酸组成。这些小的miRNA通常靶向一个或者多个mRNA，通过翻译水平的抑制或断裂靶标mRNAs而调节基因的表达。他们的研究发现，每个miRNA能在翻译水平通过抑制一种核蛋白lin-14的表达，调节线虫的幼虫发育进程。7年后科学家又发现了第二个miRNA－let-7，let-7相似于lin-4，同样可以调节线虫的发育进程。