2016年10月4日 星期二

❤得到-科學-卓老闆解讀諾貝爾獎-1

文章出處:卓老闆解讀諾貝爾獎-1


今年諾貝爾生理學或醫學獎得主是日本的大隅良典,獎給他對細胞“自噬”的研究。
 “自噬”意思是,細胞內部出現了“自己吃自己”的情況。

我們把細胞放大以後可以看到,
最外層是細胞膜,中間大部分是細胞質,細胞中心最小的是細胞核。
細胞裡面大部分具有具體功能的東西,都漂浮在細胞質的液體裡,
這裡發生的反應非常多,同時也不停產生垃圾和廢物。
“自噬”就是清除這些垃圾的機制,吞掉垃圾以後還會送給一個叫做溶酶體的東西,
垃圾最終被消化成氨基酸,還能繼續廢物利用。
可能有些人會把自噬理解為細胞自殺了,或者是凋亡了,
其實這完全是兩個過程,但是它們之間有緊密的關係。
它們的區別是什麼呢,
細胞凋亡意味著這個細胞死掉了,而細胞自噬的時候,通常不會死,只是把垃圾清理掉


大隅良典的研究,對象是酵母菌,自噬過程在每個真核細胞生物體內都存在,
所以動物、植物、真菌,當然人也包括其中,都有這個過程。
研究這個過程是怎麼發生的,屬於典型的基礎學科的領域。
而諾貝爾獎頒發的重要依據是什麼呢,
就是這個研究對人類的益處越大、影響越大,就越容易獲獎。
那麼,作為基礎性研究的自噬會影響人類的哪方面呢?


第一個方面就是治療癌症
剛剛咱們說過,細胞的自噬和凋亡雖然是不同的過程,
但它們緊密相關,就是說當自噬過程一直進行,
而且進行的越來越劇烈的時候,
他清理的垃圾,就不光是那些失去功能的錯誤蛋白質了,
有時候甚至會碰觸那些很重要的,能提供能量的線粒體,
等到大量線粒體被消化掉以後,細胞的凋亡過程就會啟動。

所以如果我們能知道怎麼控制自噬過程,
也許就能讓癌細胞通過加劇自噬的程度,讓癌細胞凋亡。
自噬對癌症是一把雙刃劍,自噬的控制如果出錯的話,也可能導致相反的結果,
比如說一個腫瘤,它在內部、中心區域的細胞比較難獲得養分,
但如果自噬過程加劇的話,
就會讓癌細胞分解出更多的大分子,提供它養分,反而延長了這個區域癌細胞的壽命。


自噬第二個方面就是對神經系統疾病的治療
我們人體中的大部分細胞總是在不斷死去,又不斷地生成,
但是神經細胞是自從出生以後就是那麼多,死一個就少一個,再也不會更新換代了
所以神經細胞能不能長壽,自噬細胞起到了關鍵作用
如果不能有效清除垃圾,
就有可能造成帕金森、阿爾茲海默,這些病都跟神經細胞的不正常死亡有關。
還有我在“卓老闆聊科技”專欄裡曾經提到過的神經元修剪,
雖然大部分人在嬰兒時期,多餘的神經元都被小神經膠質細胞吃掉了,
但是現在我們也發現,自噬作用在削減神經元的過程中也起到了作用。


第三個方面就是對病毒和細菌感染的治療
病毒和細菌的感染是造成人類生病跟死亡的主要原因,
如果這些東西在細胞膜外面,免疫細胞就可以來對付他們,
但如果像病毒那樣,入侵到細胞內部了,那自噬過程能不能保護細胞呢?

有一個例子就是研究HIV的,
也就是艾滋病病毒,我們就發現HIV的入侵過程是先脫去外殼,病毒再鑽入到細胞中,
它脫去的這層外殼是一種蛋白質,這種蛋白質會誘導它附近的其他細胞發生過度的自噬,
而這時候聚集在這個被入侵細胞周圍的其他細胞,往往是免疫細胞,
所以這些免疫細胞就會發生過度的自噬,馬上就啟動了凋亡程序。
這麼一來,免疫細胞被艾滋病病毒外殼誘導得就全都自殺了,
所以人體的免疫力就全完蛋了。
以上這3個方面是最直接的、可以看到的,這個基礎性研究對人類的巨大利益。


我們再來說說這次評獎的花絮。
這次諾貝爾獎頒獎之前,很多機構都在預測基因編輯技術,
或者是癌症的免疫療法會獲獎,但是他們都沒猜對。
我覺得,基因編輯沒獲獎至少有一個原因存在,
就是它沒辦法把功勞歸功於3個人或3個團體之內。

為這個技術做出重大突破的至少有5、6個團體。所以這就讓諾獎委員會的人很為難。
基因編輯這項技術其實在含金量上是足夠重的,
可一旦真的頒發了這個技術的獎,就會惹出一些恩怨,對於那些可以獲獎,
但因為人數限制沒有獲獎的人就是不公平的。
實際上,在最近十幾年來,
能像今天這樣單獨一個人獲得自然科學領域的諾貝爾獎的情況,實屬罕見。

還有一點就是,這個獲獎的成果其實並沒有形成系統的理論,就是說它還是非常嶄新的。
細胞自噬有關的重要的期刊和論文是從2005年才出現的,
在2005年的時候,全球這方面的論文非常少。直到最近10年才漸漸成為熱點。
能在系統的理論沒有完善之前,就把獎給了一個剛剛出現的分支,
這種情況在諾貝爾頒獎的歷史上,也比較少見。


這個獲獎的日本科學家大隅良典,可以說是這個分支的開創者,
如果你要是研究自噬,那你發的論文100%要引用大隅良典的論文,而且通常還不止是一篇。
我們查查谷歌學術就可以看到,
大隅良典有11篇論文的引用次數超過了1000次,最高的有4200多次。
要知道,這跟微博的轉發次數可完全不一樣,
一般來說一位科學家的論文引用次數能超過500,那都是國際界在這個領域的超級牛人。
國際重要刊物上,如果你的論文引用次數超過50,
那在國內學術界都是有話語權的,
而大隅良典被上千次引用的論文就有10多篇,足以說明他的江湖地位。

大隅良典憑藉自噬過程獲得諾貝爾獎,
其實在2013年就有人預測過,他們預測的依據除了2013年這個領域比較火以外,
還因為細胞清除體內垃圾的機制,除了自噬,還有另外一個,叫泛肽通路
這個我們就不細說了,您只要知道,
自噬過程可以清理大分子垃圾,而泛肽過程只能清理小分子垃圾,只要知道這些就足夠了泛肽的研究在2004年就獲了諾貝爾獎,
所以這次自噬過程能獲獎,從評獎委員會的公平合理性上,也能說得通。

現在日本已經有過23個諾貝爾獎了,光在生理學醫學獎就有6個了,咱們中國還得加油啊。

今天就說到這,明天繼續給您講今年的諾貝爾物理學獎。

本文源自:得到App訂閱專欄“卓老闆聊科技”
撰稿:卓克
轉載:得到

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主旨:
“自噬”就是清除這些垃圾的機制,吞掉垃圾以後還會送給一個叫做溶酶體的東西,
垃圾最終被消化成氨基酸,還能繼續廢物利用。
那細胞凋亡和細胞自噬的差別是什麼?
細胞凋亡意味著這個細胞死掉了,而細胞自噬時,通常不會死,只是把垃圾清理掉。
雖是兩種過程,但是它們之間有緊密的關係。
 
自噬會影響人類的哪方面呢?
1. 治療癌症
 細胞的自噬和凋亡雖然是不同的過程,
 但它們緊密相關,就是說當自噬過程一直進行,
 而且進行的越來越劇烈的時候,
 他清理的垃圾,就不光是那些失去功能的錯誤蛋白質了,
 有時候甚至會碰觸那些很重要的,能提供能量的線粒體,
 等到大量線粒體被消化掉以後,細胞的凋亡過程就會啟動。
 如果我們能知道怎麼控制自噬過程,
 也許就能讓癌細胞通過加劇自噬的程度,讓癌細胞凋亡。
 但自噬對癌症是一把雙刃劍,
 自噬的控制如果出錯的話,也可能導致相反的結果。
2. 神經系統疾病的治療
 神經細胞是自從出生以後就是那麼多,死一個就少一個,再也不會更新換代了。
 所以神經細胞能不能長壽,自噬細胞起到了關鍵作用。
3. 對病毒和細菌感染的治療
 有一個例子就是研究HIV的,也就是艾滋病病毒,
 我們就發現HIV的入侵過程是先脫去外殼,病毒再鑽入到細胞中,
 它脫去的這層外殼是一種蛋白質,
 這種蛋白質會誘導它附近的其他細胞發生過度的自噬,
 而這時候聚集在這個被入侵細胞周圍的其他細胞,往往是免疫細胞,
 所以這些免疫細胞就會發生過度的自噬,馬上就啟動了凋亡程序。
 這麼一來,免疫細胞被艾滋病病毒外殼誘導得就全都自殺了,
 所以人體的免疫力就全完蛋了。
其實除了自噬,還有另外一個,叫泛肽通路。
這個我們就不細說了,您只要知道,
自噬過程可以清理大分子垃圾,
而泛肽過程只能清理小分子垃圾,只要知道這些就足夠了。

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