2000至2010年诺贝尔奖的总结

2011年春季学期细胞生物学作业从诺贝尔生理学奖或医学奖观细胞生物学发展姓 名: 王 璞学 号：1243409030学 院：生命科学学院专 业： 生物科学类年 级： 2 0 0 9 级众所周知，研究生物的生殖发育、遗传、神经活动等重大生命现象需要以细胞为基础。

因此，细胞生物学得以衍生和发展。

它是在显微、亚显微和分子水平三个层次上，研究细胞的结构、功能和各种生命规律的一门科学。

近年来，随着分子生物学概念方法与技术的引入，细胞生物学取得了突破性的进展，产生了很多新的生长点，逐渐扩大了概念领域。

可以说，它正逐渐成为21世纪的主流学科，必将影响21世纪生命科学的整体发展速度。

下面将列举2000年以来的各项诺贝尔相关奖项，简述各项专利的贡献意义，并说明各相关发现与细胞生物学发展的关系。

2000年获奖者：瑞典科学家阿维·卡尔松(A rvi d Car lss on)美国科学家保罗·格林加德(P aul Gr een ga rd)奥地利科学家埃里克·坎德尔（E ric R.Ka nde l）获奖课题：发现了一种“神经细胞间的信号转导形式”。

主要工作：A.Ca rls son等的发现时，证明中枢神经系统中的多巴胺是一种神经递质，从而为日后的研究开辟了新的领域；P.Gr een gard等研究了多巴胺信号传递的机理，证明多巴胺与相应受体结合后，通过对蛋白质的磷酸化实现信号的传递；而E.Kan del的工作则证明了中枢神经系统中突出的功能和形态学变化，是学习和记忆形成的基础，将学习和记忆与基因调控、突触再造联系起来。

他们在不同实验室，共同对神经系统中的信号传递机制研究作出突出贡献。

主要贡献：有专家指出，这三位科学家的研究成果称的上是“人类揭开大脑奥秘的基石”。

由于人的大脑之所以能够有序工作，完全依赖于神经细胞和细胞之间的信号传递，因此此发现对于理解脑部在正常情况下的运作原理以及类似信号传送如果受到干扰会引发何种神经和生理疾病将产生至关重要的作用。

像老年性痴呆、记忆力衰退等疾病很大程度上都是由于神经细胞间信号传递过程出错引发的，一旦我们能够将出错的过程破译，并将其与三位科学家发现的正常过程相比较进行治疗，就能够根治这些疾病，将导致医药学研制领域获得重大进展。

2001年获奖者：美国科学家利兰.哈特伟尔（L el and H.Har twe ll）英国科学家蒂莫西·亨特（R.T im oth y(T im)Hun t）英国科学家保罗·纳斯(Pau l M．Nur se)获奖课题：发现了“细胞周期的关键调节分子”主要工作：L.H.Har twe ll首次用遗传学方法进行了细胞功能的研究，发现了一类细胞周期调控基因，这些基因中有一个被命名为“起始点（st art），它的发现在细胞周期调控的第一步.M中起着关键作用。

P.M,N urse运用遗传学和分子生物学方法首次鉴定、克隆出了细胞周期的关键调控因子之一—C DK分子（周期素依赖性激酶），并发现了CDK分子可使细胞沿着细胞周期不断进行分裂。

Hu nt于20世纪80年代早期第一个发现了细胞周期蛋白，它是CDK 的调控分子，他发现细胞周期蛋白在每次细胞分裂中都周期性地降解，该机制被证明对控制细胞周期全程重要。

三位科学家通过共同努力，使得细胞周期调控的探索工作有突破性进展。

主要贡献：通过这次发现，促进了人们对细胞周期调控分子机制的了解，并为细胞生长、组织器官发育、肿瘤发生机制等多个科学领域的研究奠定了坚实的基础。

其中，在肿瘤领域的贡献尤为重要。

现在普遍认为细胞周期控制的缺陷会导致见于肿瘤细胞中的某种染色体改变，进而有可能导致细胞周期调控异常。

通过此次细胞周期调控因子的发现，有助于阐明癌细胞的染色体不稳定性问题，即染色体是如何重新组合的，为什么在两个子细胞中会遗失或者分配不均。

随着细胞周期调控机制的逐步阐明，我们可以清楚癌细胞的突变机制，并找到预测、诊断、控制或逆转细胞癌变的方法。

因此，细胞周期调控因子的发现在癌症的预防、诊断及治疗方面具有深远的实践意义。

2002年获奖者：英国科学家悉尼·布伦纳(S ydn ey Br enn er)英国科学家约翰·苏尔斯顿(Jo hn E．Su lst on)美国科学家罗伯特·霍维茨(H．R obe lt Hor wit z)获奖课题：发现了在器官发育和“程序性细胞死亡（细胞凋亡）”过程中的基因规则主要工作：“程序性细胞死亡”是细胞一种生理性、主动性的“自觉自杀行为”，对机体起到很大的调节作用。

早在20世纪60年代，科学家就开始探索“程序性细胞死亡”的奥秘，但是一直未能选择一个合适的研究对象。

在这种条件下，布伦纳成为先驱，成功找寻到了美丽新杆状线虫(学名为Ccte nor hab dit is el ega ns)，为日后研究工作提供了良好的条件。

萨尔斯顿延续C．e leg ans为实验模型，并改进实验技术，第一次为一部分发育中的神经系统描绘了细胞谱系图，最终证实特异性细胞的程序性死亡时正常的分化过程的组成部分。

在此基础上他第一次鉴定了参与程序性细胞死亡的第一个基因突变，即n uc—1。

霍维茨则真正意义上的发现并鉴定了“死亡基因”，证明发挥功能中的c ed—3和c ed—4基因是正在进行的细胞死亡的先决条件，他还陆续发现了不少正向和负向的死亡基因。

主要贡献：通过研究验证，凋亡调节的异常与许多疾病的发生及进展有密切的关系。

细胞凋亡减少及细胞存活增加可以导致自身免疫疾病、癌症、某些病毒病、结肠息肉的发生。

而细胞凋亡增多同样可以导致疾病，如神经退行性疾病、脑卒中、心肌梗死和艾滋病(AI DS)。

由此可见，细胞凋亡无论是过多还是过少，都会引起疾病，唯有保持细胞增殖与死亡的动态平衡，才能使机体正常生存。

因此，充分了解细胞凋亡的规则，对研究疾病机理至关重要。

我们还可以调节细胞凋亡，以达到治疗疾病的目的。

对于肿瘤治疗，由于多由细胞过度增殖而引发，可以研制各种化学药物加速细胞凋亡；而对于神经退行性疾病，发病多是由于细胞凋亡过度引起，通过使用神经生长因子抑制细胞凋亡，无疑可从中获益。

因此涉及凋亡的调节和执行的基因产物，对于疾病诊断和介入治疗是极具潜力的研究方向，它使得许多疾病的治愈获得新的希望。

细胞凋亡基因规则的发现和进一步研究，为疾病治疗和人体调节提供了全新的思路，具有“开拓者”精神。

2004年获奖者：美国科学家理查德·阿克塞尔（R ich ard Ax el）美国科学家琳达·巴克(Lin da B.Buc k)获奖课题：揭示人类嗅觉系统奥秘主要工作：人类的嗅觉系统包含500万条嗅觉神经，它们负责把收到的嗅觉信息发送给大脑的嗅觉区。

嗅觉神经将神经纤毛深入鼻腔黏膜中，科学家们相信，这些纤毛上一定有专门探测气味分子的蛋白质。

一直以来，科学家们都在力求找到这些特殊的受体蛋白质。

阿克塞尔与巴克着重于基因方面的研究给这一领域带来了全新的进展。

他们在研究并没有直接针对受体蛋白，而是转向嗅觉细胞中决定蛋白质的基因。

巴克首先取得了一个“非常巧妙的”新突破。

她极大缩小了研究范围并且假设气味受体是一个相互关联的蛋白质家族中的成员，这样就可以从大型蛋白质族群入手研究。

另外，她主张锁定只对嗅觉细胞中出现的基因进行研究。

阿克塞尔称，巴克的大胆假设为她们的研究至少节省了好几年的时间。

1991年，她们发现了一个大型嗅觉基因家族，该家族由近1000个编码不通气味受体蛋白的基因构成。

他们的研究显示，人的嗅觉系统具有高度“专业化”的特征。

主要贡献：阿克塞尔与巴克的研究从分子水平上解释了关于人类嗅觉系统的最重要也是最基本问题。

在此基础上一系列相关研究得以迅速开展。

同时，他们的研究结果给人类其他感官系统的研究带来了有益启示。

如，在人类舌头的味蕾种存在另一类G蛋白偶联受体家族。

这对人类味觉的研究可能至关重要。

2005年获奖者：澳大利亚科学家巴里·马歇尔(Ba rry Ja mes Ma rsh al)澳大利亚科学家罗宾·沃伦(J ohn Ro bin W arr en)获奖课题：发现了幽门螺旋杆菌以及该细菌对消化性溃疡病的致病机理主要工作：1979年6月12日，W arr en在一位患有慢性活动性胃炎患者的胃窦粘膜组织切片上第一次发现了一种无芽胞的弯形小杆菌，并第一次提出这种细菌很可能与胃炎有关。

这一观点在当时引起了争议。

随后，Mar sha ll对这一研究很感兴趣，两人开始合作。

通过研究大量标本切片后，发现确实有与War ren 所见相同的弯形杆菌，集中于幽门腺粘液细胞的附近。

通过细胞培养、自身实验和进一步的Hp鉴定，他们最终证实了幽门螺旋杆菌是引起胃炎等消化性溃疡病的原因，并推论出了其致病机理。

主要贡献:幽门螺杆菌是引起胃炎和胃溃疡的病原菌，这一发现具有深刻的意义：它最终使原来认为很难治愈的疾病在短时间内就可以治愈，从而使无数的人得以从痛苦、沮丧和麻烦中解脱出来。

现在已经证实，有大约90%的十二指肠溃疡和80%左右的胃溃疡是由于幽门螺杆菌感染导致的。

通过两位科学家的不断发现，使得根除幽门螺杆菌感染，全面治愈肠胃病成为可能。

这是一种里程碑式的发现，他们关于幽门螺杆菌的生存环境和致病机理的研究，使得肠胃病等难治愈的顽固疾病逐步被击破。

同时，他们“以身试菌”的做法充分体现出了科学精神，激励人们去研究其他慢性感染性疾病的潜在病源微生物。

对于幽门螺杆菌的发现将会使人们进一步地了解慢性感染、炎症和肿瘤之间的关系。

2006年获奖者：美国科学家安德鲁·法尔(An dr ew Fir e)美国科学家克雷格·梅洛(Cr ai g M ell o)获奖课题：发现了RNA（核糖核酸）干扰机制主要工作：将双链R NA引发的干扰反应称为基因沉默，从RNA发现后，人们一直在致力研究R NA的干扰机制。

有着充分的研究背景，菲尔和梅洛在进行线虫基因沉默的研究中，分别注射肌肉蛋白的正义RNA、反义RNA和双链RNA。

结果无论是注射正义R NA，还是反义RN A，均未发现子代线虫有任何表型的变化。

但被注射双链RNA的子代线虫则发生了罕见的抽搐运动，这表明肌肉蛋白的翻译受到了抑制，发生了基因沉默，并且这种影响可以遗传给子代。

他们将这种双链R NA抑制基因表达的现象称为RNA干扰，把引发RN A干扰现象的R NA称为干扰RNA。

他们的发现澄清了此前一系列令人们感到困惑的实验现象，并且揭示了一种遗传信息流动的控制机制。

主要贡献：有迹象表明，某些小R NA分子能够通过引导基因打开或者关闭来决定某一个细胞的命运，这将会对引诱细胞形成某种特定类型的组织产生深远的影响。