細(xì)胞的自噬機制
研究細(xì)胞如何“將自己吃掉” 日本科學(xué)家獲得諾貝爾醫(yī)學(xué)獎

大隅良典
瑞典卡羅琳醫(yī)學(xué)院3日在斯德哥爾摩宣布,將2016年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎授予日本科學(xué)家大隅良典,以表彰他在細(xì)胞自噬機制研究中取得的成就。
按慣例,揭曉今年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎的發(fā)布會在卡羅琳醫(yī)學(xué)院“諾貝爾大廳”舉行。當(dāng)?shù)貢r間11時30分(北京時間17時30分)許,諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎評選委員會秘書托馬斯·佩爾曼宣布了獲獎?wù)呙麊魏瞳@獎原因。
細(xì)胞自噬是近年來熱門研究領(lǐng)域。“自噬”字面意思是“將自己吃掉”,實則是一種細(xì)胞自身成分降解和循環(huán)的基本過程。通俗地說,細(xì)胞可以通過降解自身的非必需成分來提供營養(yǎng)和能量,也可以降解一些毒性成分以阻止細(xì)胞損傷和凋亡。“自噬”概念于上世紀(jì)60年代提出,當(dāng)時研究人員就發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞這種降解自身成分的現(xiàn)象,但有關(guān)機制一直不為人知。
諾貝爾獎評選委員會表示,上世紀(jì)90年代初,大隅良典通過利用常見的酵母進(jìn)行一系列實驗后,發(fā)現(xiàn)了對細(xì)胞自噬機制具有決定性意義的基因。基于這一研究成果,他隨后又闡明了自噬機制的原理,并證明人類細(xì)胞也擁有相同的自噬機制。
評選委員會在當(dāng)天發(fā)布的新聞公報中指出,大隅良典的研究成果有助于人類更好地了解細(xì)胞如何實現(xiàn)自身的循環(huán)利用。在適應(yīng)饑餓或應(yīng)對感染等許多生理進(jìn)程中,細(xì)胞自噬機制都有重要意義,大隅良典的發(fā)現(xiàn)為理解這些意義開辟了道路。此外,細(xì)胞自噬基因的突變會引發(fā)疾病,因此干擾自噬過程可以用于癌癥和神經(jīng)系統(tǒng)疾病等的治療。
佩爾曼在宣布現(xiàn)場接受媒體提問時表示,他在該獎確定后已第一時間聯(lián)系了大隅良典本人,獲獎?wù)叩弥@一消息后非常驚訝,“顯然也相當(dāng)高興”。
大隅良典生于1945年,是東京工業(yè)大學(xué)教授、分子細(xì)胞生物學(xué)家。他將獲得今年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎的獎金800萬瑞典克朗
將數(shù)學(xué)中的拓?fù)涓拍顟?yīng)用于物理研究,取得關(guān)鍵成就
三名科學(xué)家共獲諾貝爾物理獎:拓?fù)渚烤故鞘裁矗?/span>
北京時間10月4日下午5點45分,2016年諾貝爾物理學(xué)獎揭曉,三位英美科學(xué)家David J.
Thouless(戴維·索利斯), F. Duncan M. Haldane(鄧肯·霍爾丹),J. Michael
Kosterlitz(邁克爾·科斯特利茲)獲獎。
他們獲獎理由是“理論發(fā)現(xiàn)拓?fù)湎嘧兒屯負(fù)湎辔镔|(zhì)”。其中,David
J. Thouless獨享一半獎金,F(xiàn). Duncan M. Haldane與J. Michael
Kosterlitz分享另一半獎金。

什么是拓?fù)洌?/span>
拓?fù)洌?/font>Topology)原本是一個數(shù)學(xué)概念,描述的是幾何圖形或空間在連續(xù)改變形狀后還能保持不變的性質(zhì),它研究的是那些“不連續(xù)”的特征。假設(shè)我有一個長方形,它可以變大一點點,變小一點點,粗一點點,細(xì)一點點,這樣的變化是連續(xù)的。但是,拓?fù)鋵W(xué)對此不關(guān)心。如果,我在長方形里挖了洞,那么它要么沒有洞,要么有1個、2個、3個??,不能有1.5個或者3.14個。拓?fù)鋵W(xué)關(guān)心的就是類似于這個洞的特征。拓?fù)鋵W(xué)還有一個特點是,看局部不管用。一個長方形有幾個洞,完全無法依靠看它的局部來判斷,必須看整體。

頒獎禮上,諾貝爾組委會用沒有洞的肉桂卷(cinnamon
bun)、一個洞的面包圈(bagel)和兩個洞的堿水面包(pretzel)解釋起了拓?fù)涫鞘裁椿厥拢谕負(fù)渖希@幾種結(jié)構(gòu)是完全不一樣的:洞的數(shù)量不同。

今天三位得主的核心成就,就是他們在物理學(xué)中引入了拓?fù)涞母拍睢?/span>
20世紀(jì)70年代早期,Michael
Kosterlitz和David
Thouless顛覆了當(dāng)時的理論,提出超導(dǎo)和超流性質(zhì)的新模型,并解釋了超導(dǎo)態(tài)可以在低溫下出現(xiàn),而在溫度升高時消失這一轉(zhuǎn)變(相變)的機制。
20世紀(jì)80年代,Thouless在理論上解釋了超薄層材料導(dǎo)電性呈整數(shù)式階躍的特征,表明這些整數(shù)代表著材料的拓?fù)湫再|(zhì)。而差不多在同一時間,Duncan發(fā)現(xiàn)了拓?fù)涓拍羁梢杂脕砝斫?/span>一維自旋鏈(一種一維線性材料)的磁學(xué)特性。
開啟未知大門
今年的獲獎?wù)叽蜷_了一扇通往未知世界的大門,在那里,物質(zhì)可以呈現(xiàn)出奇怪的狀態(tài)。他們利用高等數(shù)學(xué)方法研究了物質(zhì)的一些特殊相或狀態(tài),比如超導(dǎo)體、超流體和磁性薄膜等。如今,人類對物質(zhì)的新奇相態(tài)的研究正在展開,材料科學(xué)和電子學(xué)的未來應(yīng)用前景充滿希望。
現(xiàn)在,我們已經(jīng)知道拓?fù)湎嘤泻芏喾N,它們不僅存在于薄層和線狀物,還存在于普通的三維材料中。過去十年里,這一領(lǐng)域的研究促進(jìn)了凝聚態(tài)物理研究的前沿發(fā)展,人們不僅僅對拓?fù)洳牧夏軌蛟谛乱淮?/span>電子器件和超導(dǎo)體中產(chǎn)生應(yīng)用抱有希望,而且看好其在未來量子計算機方面的應(yīng)用。
此刻,許多研究人員仍在慢慢揭開奇異世界里物質(zhì)的秘密,而這個奇異世界,是由今年的三位獲獎?wù)甙l(fā)現(xiàn)的。

香港大學(xué)教授徐士杰點評說——
今年的諾貝爾物理獎是繼安德森局域化、整數(shù)量子霍爾效應(yīng)、分?jǐn)?shù)量子霍爾效應(yīng)獲獎后,又一次對于凝聚態(tài)的電物性新認(rèn)識的表彰。不知道未來數(shù)年諾貝爾物理獎是否再次垂青凝聚態(tài)物理,例如表彰拓?fù)浣^緣、自旋量子效應(yīng)乃至異常量子霍爾效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)。如果是這樣的話,華人乃至我國物理學(xué)者可能有機會獲獎。
還有個有趣的事就是,Kosterlitz應(yīng)該是在做博士后期間與Thouless共同發(fā)表了他們那篇著名的論文的,而且Kosterlitz署名為第一作者,但諾貝爾獎委員會卻將一半的獎金授予了Thouless。
人物小傳
David J.
Thouless(戴維·索利斯),1934年出生于英國貝爾斯登,1958年從美國康奈爾大學(xué)獲得博士學(xué)位。目前為美國華盛頓大學(xué)榮譽退休教授。他博士畢業(yè)于康奈爾大學(xué),導(dǎo)師是著名物理學(xué)家漢斯·貝特(Hans
Bethe,也是1967年的諾獎得主),現(xiàn)于美國華盛頓大學(xué)任教。他在原子、電子與核子的擴展系統(tǒng)方面做出了很多理論上的貢獻(xiàn),研究領(lǐng)域包括超導(dǎo)現(xiàn)象、核物質(zhì)特性,以及核內(nèi)激發(fā)態(tài)集體運動等。Thouless是英國皇家學(xué)會會員、美國藝術(shù)與科學(xué)院院士、美國國家科學(xué)院院士,在獲得諾獎之前還獲得了1990年的沃爾夫獎、1993年的保羅·狄拉克獎等等。
F. Duncan M.
Haldane(鄧肯·霍爾丹),1951年出生于英國倫敦,1978年從英國劍橋大學(xué)獲得博士學(xué)位。目前為美國普林斯頓大學(xué)物理學(xué)教授。他對于凝聚態(tài)物理有許多基礎(chǔ)性的貢獻(xiàn),比較知名的研究包括盧京格爾液體(Luttinger
liquid),描述一維自旋鏈的理論,分?jǐn)?shù)量子霍爾效應(yīng)理論等等。他獲得過諸多獎項和榮譽,包括:英國皇家學(xué)會會員,美國物理學(xué)會會士,狄拉克獎?wù)碌取?/span>
J. Michael
Kosterlitz(邁克爾·科斯特利茲),1942年出生于英國阿伯丁,1969年從英國牛津大學(xué)獲得博士,學(xué)位。目前為美國布朗大學(xué)物理學(xué)教授。其父Hans
Walter
Kosterlitz是一名生物化學(xué)家。他碩士畢業(yè)于劍橋大學(xué),博士畢業(yè)于牛津大學(xué),其后在伯明翰大學(xué)、康奈爾大學(xué)等地做過博士后。1974年就職于伯明翰大學(xué),歷任講師、副教授,1982年任布朗大學(xué)教授。Kosterlitz
的研究方向主要是凝聚態(tài)理論,一維/二維物理,其中相變領(lǐng)域包括:隨即體系、電子局域化、自旋玻璃態(tài)等;臨界動力學(xué)包括:融化、凝固。在得到諾貝爾獎之前Kosterlitz還得過許多獎項:1981年,英國物理學(xué)會授予其麥克斯韋獎(Maxwell
Medal and
Prize),2000年,美國物理學(xué)會就其Kosterlitz-Thouless相變理論的成就授予其昂薩格獎(Lars Onsager
Prize),1993年,Kosterlitz成為美國物理學(xué)會會員。(原標(biāo)題:《三名英美科學(xué)家共獲諾貝爾物理獎:拓?fù)渚烤故鞘裁矗俊?綜合自中科院之聲、果殼網(wǎng)、環(huán)球科學(xué)Scientific American等)
科學(xué)家分享2016年諾貝爾化學(xué)獎

瑞典皇家科學(xué)院5日宣布,將2016年諾貝爾化學(xué)獎授予讓-皮埃爾·索瓦日、弗雷澤·斯托達(dá)特、伯納德·費林加這三位科學(xué)家,以表彰他們在分子機器設(shè)計與合成領(lǐng)域的貢獻(xiàn)。
讓-皮埃爾·索瓦日出生在法國,目前在法國斯特拉斯堡大學(xué)工作;弗雷澤·斯托達(dá)特出生在英國,目前在美國西北大學(xué)工作;伯納德·費林加出生在荷蘭,目前在荷蘭格羅寧根大學(xué)工作。
瑞典皇家科學(xué)院常任秘書戈蘭·漢松于當(dāng)?shù)貢r間11時45分(北京時間17時45分)在皇家科學(xué)院會議廳公布了獲獎?wù)呙麊渭矮@獎成就。
分子機器是指在分子層面的微觀尺度上設(shè)計開發(fā)出來的機器,在向其提供能量時可移動執(zhí)行特定任務(wù)。諾貝爾獎評選委員會在聲明中說,這三位獲獎?wù)甙l(fā)明了“世界上最小的機器”,將化學(xué)發(fā)展推向了一個新的維度。
評選委員會表示,就像19世紀(jì)30年代,電動馬達(dá)被發(fā)明出來時,科學(xué)家未曾想過它會在電氣火車、洗衣機、電風(fēng)扇上等被廣泛運用。而分子機器正如當(dāng)年的電動馬達(dá)一樣,未來很有可能將用于開發(fā)新材料、新型傳感器和能量存儲系統(tǒng)等。
費林加在現(xiàn)場電話連線時說,得獎消息令自己“很震驚”,同時感到榮幸。他表示,榮譽屬于全體科研合作者。費加林對其獲獎成就解釋說:“一旦在分子層面控制了運動,就為控制其他各種形式的運動提供了可能。這一研究成果為未來新材料的研發(fā)開啟了廣闊前景。”
今年諾貝爾化學(xué)獎獎金共800萬瑞典克朗(約合93.33萬美元),將由這三位獲獎?wù)咂椒帧?/span>
2016諾貝爾獎兩位華人獲提名 還有這些你需要知道……
來源:新民網(wǎng)
兩位華人有望獲獎
著名信息提供商湯森路透(Thomson
Reuters)早前發(fā)布了2016年諾貝獎獲得者的預(yù)測名單,列出了諾貝獎委員會很可能會青睞的24位科學(xué)家,分別來自5個國家,其中包括2位華人生理學(xué)或醫(yī)學(xué)
詹姆斯·艾利森(James
Allison),美國休斯敦大學(xué)免疫學(xué)教授
杰弗里·布魯斯通(Jeffrey
Bluestone),美國加州大學(xué)舊金山分校內(nèi)分泌學(xué)教授
克雷格·湯普森(Craig Thompson),MemorialSloan
Kettering癌癥中心CEO
以上三人解釋了CD28和CTLA-4如何控制T細(xì)胞的激活并調(diào)節(jié)免疫應(yīng)激

杰弗里·布魯斯通
戈登·弗里曼(Gordon
Freeman),美國哈弗醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)教授
本庶佑(Tasuku Honjo),日本京都大學(xué)客座教授
阿琳·夏普(Arlene
Sharpe),美國哈弗醫(yī)學(xué)院比較病理學(xué)、微生物學(xué)和免疫生物學(xué)教授、美國Brigham and
Women醫(yī)院病理部成員
以上三人闡明了程序性死亡分子-1(PD-1)的功能,該結(jié)果大力推動了癌癥免疫療法的發(fā)展。
邁克爾·豪爾(Michael
Hall),瑞士巴塞爾大學(xué)生物中心教授
大衛(wèi)·薩巴蒂尼(David
Sabatini),美國麻省理工學(xué)院生物學(xué)教授
思帝華·施萊伯(Stuart
Schreiber),美國哈弗大學(xué)化學(xué)與生物化學(xué)教授
以上三人發(fā)現(xiàn)了生長調(diào)控器雷帕霉素標(biāo)靶(TOR)和雷帕霉素機械標(biāo)靶(mTOR)。
隨著昨天日本科學(xué)家大隅良典得獎,湯森路透這次完全猜錯
物理
馬文·科恩(Marvin
Cohen),美國加州大學(xué)伯克利分校物理學(xué)教授,美國勞倫斯伯克利國家實驗室資深科學(xué)家。他致力于固體材料的理論研究以及材料的性質(zhì)預(yù)測,其中最重要的貢獻(xiàn)是經(jīng)驗贗勢方法(empirical
pseudopotential method)。
羅納德·德雷福(Ronald
Drever),美國加州理工學(xué)院物理學(xué)教授
基普·索恩(Kip
Thorne),美國加州理工學(xué)院理論物理學(xué)教授
雷納·韋斯(Rainer
Weiss),美國麻省理工學(xué)院物理學(xué)教授
以上三人研發(fā)了激光干涉引力波天文臺(LIGO)讓引力波的探測成為可能。

雷納·韋斯(左)和基普·索恩
塞爾索·格里博格(Celso
Grebogi),英國阿伯丁大學(xué)自然科學(xué)與計算機學(xué)院教授
愛德華·奧特(Edward
Ott),美國馬里蘭大學(xué)物理和電子計算機工程系教授
詹姆斯·約克(James
Yorke),美國馬里蘭大學(xué)數(shù)學(xué)和物理學(xué)教授
以上三人用OGY(Ott,
Grebogi and Yorke)方法描述了混沌系統(tǒng)的原理。
湯森路透再一次完全猜錯……
化學(xué)
喬治·徹奇(George
Church),美國哈弗醫(yī)學(xué)院基因?qū)W教授
張鋒,美國麻省理工學(xué)院生物醫(yī)藥工程學(xué)教授
以上兩人將CRISPR-cas9基因編輯技術(shù)應(yīng)用到了老鼠和人類細(xì)胞上。

張鋒
盧煜明,中國香港中文大學(xué)醫(yī)學(xué)和化學(xué)病理學(xué)教授。他發(fā)現(xiàn)了從母親血漿中檢測胎兒DNA的方法,為非侵入性產(chǎn)前檢查帶來了革命性的改變。

盧煜明
前田浩(Hiroshi
Maeda),日本崇城大學(xué)教授,熊本醫(yī)科大學(xué)名譽教授
中野修(Yasuhiro
Matsumura),日本國立癌癥中心治療發(fā)展部主任
以上兩人發(fā)現(xiàn)了高分子藥物能提高藥物的高滲透長滯留效應(yīng)(enhanced
permeability and retention
effect),這項發(fā)現(xiàn)對于癌癥治療至關(guān)重要。
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