諾貝爾獎(jiǎng)與細(xì)胞生物學(xué)課件

諾貝爾獎(jiǎng)與細(xì)胞生物學(xué)簡(jiǎn)要介紹近20年的諾貝爾獎(jiǎng)與細(xì)胞生物學(xué)的聯(lián)系重點(diǎn)介紹2012年諾貝爾獎(jiǎng)2011年諾貝爾生理學(xué)與醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)美國(guó)、法國(guó)、加拿大三位科學(xué)家因在免疫學(xué)方面的發(fā)現(xiàn)獲獎(jiǎng)。其中一半的獎(jiǎng)金歸于BruceA.Beutler和JulesA.Hoffmann，獲獎(jiǎng)理由是“先天免疫激活方面的發(fā)現(xiàn)”；另一半獎(jiǎng)金歸于RalphM.Steinman，獲獎(jiǎng)理由是“發(fā)現(xiàn)樹(shù)突狀細(xì)胞及其在獲得性免疫中的作用”。2010年諾貝爾生理學(xué)與醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)隨著世界上第一位“試管嬰兒”在英國(guó)的誕生，這項(xiàng)技術(shù)被稱(chēng)為醫(yī)學(xué)史上的一大奇跡，開(kāi)創(chuàng)了生殖醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的新紀(jì)元。“試管嬰兒之父”羅伯特·愛(ài)德華茲也因此榮獲2010年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。2003年：生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng):美國(guó)科學(xué)家保羅?勞特布爾和英國(guó)科學(xué)家彼得?曼斯菲爾德。他們?cè)诤舜殴舱癯上窦夹g(shù)上獲得關(guān)鍵性發(fā)現(xiàn)，這些發(fā)現(xiàn)最終導(dǎo)致核磁共振成像儀的出現(xiàn)?；瘜W(xué)獎(jiǎng):美國(guó)科學(xué)家彼得?阿格雷和羅德里克?麥金農(nóng)，分別表彰他們發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜水通道，以及對(duì)離子通道結(jié)構(gòu)和機(jī)理研究作出的開(kāi)創(chuàng)性貢獻(xiàn)。2002年：生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng):英國(guó)科學(xué)家悉尼?布雷內(nèi)、約翰?蘇爾斯頓和美國(guó)科學(xué)家羅伯特?霍維茨。他們?yōu)檠芯科鞴侔l(fā)育和程序性細(xì)胞死亡過(guò)程中的基因調(diào)節(jié)作用做出了重大貢獻(xiàn)?；瘜W(xué)獎(jiǎng):美國(guó)科學(xué)家約翰?芬恩日本科學(xué)家與田中耕一“發(fā)明了對(duì)生物大分子進(jìn)行確認(rèn)和結(jié)構(gòu)分析的方法”和“發(fā)明了對(duì)生物大分子的質(zhì)譜分析法”；瑞士科學(xué)家?guī)鞝柼?維特里希“發(fā)明了利用核磁共振技術(shù)測(cè)定溶液中生物大分子三維結(jié)構(gòu)的方法”，在生物大分子研究領(lǐng)域做出杰出貢獻(xiàn)。2001年：生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)：美國(guó)科學(xué)家利蘭?哈特韋爾、英國(guó)科學(xué)家保羅?納斯和蒂莫西?亨特。他們發(fā)現(xiàn)了導(dǎo)致細(xì)胞分裂的關(guān)鍵性調(diào)節(jié)機(jī)制，這一發(fā)現(xiàn)為研究治療癌癥的新方法開(kāi)辟了途徑。2000年：生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)：瑞典科學(xué)家阿爾維德?卡爾松、美國(guó)科學(xué)家保羅?格林加德和埃里克?坎德?tīng)?。他們?cè)谘芯磕X細(xì)胞間信號(hào)的相互傳遞方面獲得了重要發(fā)現(xiàn)。1999年：生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)：美國(guó)紐約洛克菲勒大學(xué)的GunterBlobel。他的貢獻(xiàn)是發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)具有控制其運(yùn)輸和定位的內(nèi)在信號(hào)。1998年：生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)：RolertF．Furchgott（美國(guó)），LouisJ．Ignarro（美國(guó)）和FeridMurad（美國(guó)），發(fā)現(xiàn)NO（一氧化氮）是心血管系統(tǒng)的信號(hào)分子。1997年：生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)：StanleyB．Prusiner（美國(guó)），發(fā)現(xiàn)一種新型的致病因子—感染性蛋白質(zhì)顆粒Prion。化學(xué)獎(jiǎng)：Paul．Boyer（美國(guó)）和JohnE．Walker（英國(guó)），闡明ATP酶促合成機(jī)制；JensC．Skou（丹麥），發(fā)現(xiàn)輸送離子的Na+，K+-ATP酶。1996年：生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)：PeterC．eherty（美國(guó)）和ROlfM．Zinkernagel（瑞士），發(fā)現(xiàn)T細(xì)胞對(duì)病毒感染細(xì)胞的識(shí)別受MHC（主要組織相容性復(fù)合體）限制。1994年：生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)：lfredG．Gilman（美國(guó)）和MartinROdbell（美國(guó)），發(fā)現(xiàn)G蛋白及其在細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中的作用。1993年：生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)：RichardJ．ROberts（美國(guó)）和PhilliPA．SharP（美國(guó)），發(fā)現(xiàn)斷裂基因?；瘜W(xué)獎(jiǎng)：Karyn．wtullis（美國(guó)），發(fā)明PCR方法；MichaelSmith（加拿大），建立DNA合成用于定點(diǎn)誘變研究。1992年：生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)：EdmondH．Fischer（美國(guó)）和EdwinG．Krebs（美國(guó)），發(fā)現(xiàn)可逆蛋白質(zhì)磷酸化是一種生物調(diào)節(jié)機(jī)制2012諾貝爾生理與醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)人物簡(jiǎn)介獲獎(jiǎng)原因及發(fā)現(xiàn)所研究機(jī)制對(duì)科學(xué)方面的影響約翰·伯特蘭·格登：約翰·戈登，1933年出生于英國(guó)漢普郡。38歲當(dāng)選英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)員，50歲進(jìn)入劍橋大學(xué)動(dòng)物系，擔(dān)任細(xì)胞生物學(xué)講座教授，現(xiàn)任職于劍橋大學(xué)戈登學(xué)院。56歲獲得以色列沃爾夫醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。被譽(yù)為動(dòng)物細(xì)胞全能型研究的先驅(qū)。山中伸彌：山中伸彌，1962年出生于日本大阪府，日本醫(yī)學(xué)家，京都大學(xué)再生醫(yī)科研究所干細(xì)胞生物系教授，大阪市立大學(xué)醫(yī)學(xué)博士(31歲)，美國(guó)加利福尼亞州舊金山心血管疾病研究所高級(jí)研究員。山中伸彌是誘導(dǎo)多功能干細(xì)胞(iPScell)創(chuàng)始人之一。2007年，他所在的研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)對(duì)小鼠的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)誘導(dǎo)人體表皮細(xì)胞使之具有胚胎干細(xì)胞活動(dòng)特征的方法。此方法誘導(dǎo)出的干細(xì)胞可轉(zhuǎn)變?yōu)樾呐K和神經(jīng)細(xì)胞，為研究治療目前多種心血管絕癥提供了巨大助力。這一研究成果在全世界被廣泛應(yīng)用，因?yàn)槠涿獬耸褂萌梭w胚胎提取干細(xì)胞的倫理道德制約。解析ShinyaYamanaka發(fā)現(xiàn)誘導(dǎo)干細(xì)胞（iPS）的來(lái)龍去脈比較簡(jiǎn)單，就是跟蹤他順次研究的基因:ApoBEC1-Nat1-Fbx15，最后發(fā)現(xiàn)iPS。有趣的是他在順次研究這些基因的時(shí)候轉(zhuǎn)了兩次方向：ApoB是血脂蛋白，研究它的編輯酶ApoBEC1是為了調(diào)節(jié)血脂，但是卻發(fā)現(xiàn)ApoBEC1過(guò)表達(dá)的小鼠得了肝癌；為了研究致癌機(jī)理，他找到ApoBEC1的下游蛋白Nat1，Nat1的敲除導(dǎo)致小鼠在胚胎期死亡，以及胚胎干細(xì)胞在體外無(wú)法分化；于是他又開(kāi)始研究起胚胎干細(xì)胞，找到許多胚胎干細(xì)胞特異表達(dá)的基因，其中之一是Fbx15，最后用Fbx15敲除鼠建立assay（篩選方法/系統(tǒng)），幸運(yùn)地篩選出了iPS。ips（誘導(dǎo)干細(xì)胞）展望與啟示

兩個(gè)安全隱患決定了iPS細(xì)胞無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)入臨床應(yīng)用1、c-Myc的另一種身份：癌基因2、基因載體——逆轉(zhuǎn)錄病毒（retroviruses）c-Myc有編碼轉(zhuǎn)錄因子和癌基因的雙重身份實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)如果優(yōu)化細(xì)胞培養(yǎng)條件，即使不使用c-Myc，也能將小鼠細(xì)胞轉(zhuǎn)化為iPS細(xì)胞在過(guò)去的幾年時(shí)間內(nèi)，科學(xué)家利用蛋白、信使RNA還有小RNA等手段替代病毒誘導(dǎo)，都很有效地保證了iPS細(xì)胞無(wú)外源基因的插入為了比較含有和不含c-Myc的iPS細(xì)胞的安全性，山中伸彌將兩類(lèi)細(xì)胞分別移植到100只小鼠體內(nèi)：100天后，接受不含c-Myc的iPS細(xì)胞的小鼠無(wú)一死亡，而另外100只小鼠則有6只死于癌癥基因載體——逆轉(zhuǎn)錄病毒（retroviruses）利用這類(lèi)載體向細(xì)胞插入基因，會(huì)使生成的干細(xì)胞充滿(mǎn)病毒。而且，逆轉(zhuǎn)錄病毒還可能誘導(dǎo)細(xì)胞突變，導(dǎo)致癌癥

問(wèn)題的解決：2008年9月，哈佛大學(xué)干細(xì)胞研究所的一個(gè)研究組宣布，他們用腺病毒作為載體，制造出了小鼠iPS細(xì)胞。1個(gè)月后，山中伸彌又用質(zhì)粒（即環(huán)形DNA片段）攜帶基因，成功制造出iPS細(xì)胞。逆轉(zhuǎn)錄病毒的其他替代品還有蛋白質(zhì)和脂質(zhì)分子科學(xué)家成功誘導(dǎo)了多種遺傳疾病的iPS細(xì)胞，其中包括常見(jiàn)的帕金森氏病、阿爾茲海默病還有地中海貧血癥等等這些病人來(lái)源的iPS細(xì)胞給我們?cè)隗w外研究疾病發(fā)生的機(jī)制提供了機(jī)會(huì)，這些細(xì)胞還為再生醫(yī)學(xué)和藥物試驗(yàn)帶來(lái)了希望利用iPS技術(shù)來(lái)研究孤獨(dú)癥就是一個(gè)很好的范例，科學(xué)家將來(lái)源于孤獨(dú)癥患者的細(xì)胞轉(zhuǎn)變成iPS細(xì)胞，然后再將細(xì)胞分化形成神經(jīng)細(xì)胞，在體外模擬孤獨(dú)癥的神經(jīng)細(xì)胞病變，并且成功地測(cè)試藥物的治療效果啟示他的偉大發(fā)現(xiàn)讓全球科學(xué)家感到無(wú)比興奮，也給生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域帶來(lái)了無(wú)數(shù)可能，但這位曾經(jīng)的醫(yī)生依然非常謙虛和謹(jǐn)慎：“我們還有許多基礎(chǔ)性工作要做，比如確保iPS細(xì)胞的安全性。這不是奧運(yùn)會(huì)中的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)，而是國(guó)際合作?，F(xiàn)在，我們的所有工作都只是一個(gè)開(kāi)頭?！鼻拜叺脑?huà)山中：研究如果一開(kāi)始就過(guò)分注重為社會(huì)做貢獻(xiàn)，往往都會(huì)比較淺顯。如果大家都開(kāi)展接近實(shí)用化的研究，就會(huì)將未來(lái)的創(chuàng)新之芽扼殺在搖籃