2009年諾貝爾獎(jiǎng)生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)端粒與端粒酶

2009年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)——端粒與端粒酶學(xué)號(hào)：姓名：專業(yè)：2021/10/1012009年10月5日諾貝爾瑞典卡羅林斯卡醫(yī)學(xué)院宣布，將2009年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)授予美國(guó)加利福尼亞舊金山大學(xué)的伊麗莎白·布萊克本(ElizabethBlackburn)、美國(guó)巴爾的摩約翰·霍普金醫(yī)學(xué)院的卡羅爾-格雷德(CarolGreider)、美國(guó)哈佛醫(yī)學(xué)院的杰克·紹斯塔克(JackSzostak)以及霍華德休斯醫(yī)學(xué)研究所，以表彰他們發(fā)現(xiàn)了端粒和端粒酶保護(hù)染色體的機(jī)理。2021/10/1021簡(jiǎn)介2獲獎(jiǎng)科學(xué)家4

獲獎(jiǎng)成果—端粒酶5獲獎(jiǎng)成果的理論意義和應(yīng)用前景3獲獎(jiǎng)成果—端粒2009年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)2021/10/103卡羅林斯卡醫(yī)學(xué)院方面稱，這三人“解決了生物學(xué)上的一個(gè)重大問(wèn)題”，即在細(xì)胞分裂時(shí)染色體如何進(jìn)行完整復(fù)制，如何免于退化。其中奧秘全部蘊(yùn)藏在端粒和端粒酶上。由染色體根冠制造的端粒酶(telomerase)是染色體的自然脫落物，能引發(fā)衰老和癌癥。端粒也被科學(xué)家稱作“生命時(shí)鐘”。在新細(xì)胞中，細(xì)胞每分裂一次，端粒就縮短一次。1.簡(jiǎn)介2021/10/104當(dāng)端粒不能再縮短時(shí)，細(xì)胞就無(wú)法繼續(xù)分裂而死亡。伊麗莎白，布萊克本他們發(fā)現(xiàn)的端粒酶，在一些失控的惡性細(xì)胞的生長(zhǎng)中扮演重要角色。大約90%的癌細(xì)胞都有著不斷增長(zhǎng)的端粒及相對(duì)來(lái)說(shuō)數(shù)量較多的端粒酶。2021/10/105伊麗莎白·布萊克本(ElizabethBlackburn澳大利亞2009年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獲獎(jiǎng)科學(xué)家卡蘿爾·格雷德(CarolGreider)杰克·紹斯塔克(JackSzostak)美國(guó)英國(guó)倫敦2021/10/106伊麗莎白·布萊克本(ElizabethBlackburn)?1948年出生于澳大利亞，擁有美國(guó)和澳大利亞雙重國(guó)籍。?1975年拿到英國(guó)劍橋大學(xué)博士學(xué)位。?

1990年開(kāi)始擔(dān)任美國(guó)加利福尼亞大學(xué)舊金山分校生物學(xué)和生理學(xué)教授。?2007年伊麗莎白·布萊克本因?qū)W術(shù)成就卓著曾被美國(guó)《時(shí)代》周刊評(píng)為年度全球最具影響力的100個(gè)人物之一。2.獲獎(jiǎng)?wù)?021/10/107杰克·紹斯塔克(JackSzostak)美國(guó)人。1952年生于倫敦，在加拿大長(zhǎng)大。1977年在康奈爾大學(xué)獲得博士學(xué)位。師從中國(guó)工程學(xué)院外籍院士吳瑞教授目前是馬薩諸塞綜合醫(yī)院遺傳學(xué)教授，并同時(shí)任職于美國(guó)霍華德·休斯醫(yī)學(xué)研究所2.獲獎(jiǎng)?wù)?021/10/108卡蘿爾·格雷德(Carolreider)1961年出生在美國(guó)加利福尼亞州，1987年獲得博士學(xué)位，其導(dǎo)師正是伊麗莎白·布萊克本，之后曾在美國(guó)科爾德斯普林實(shí)驗(yàn)室從事博士后研究1997年起開(kāi)始擔(dān)任約翰斯·霍普金斯大學(xué)醫(yī)學(xué)院教授2.獲獎(jiǎng)?wù)?021/10/109193019781980赫爾曼·馬勒和芭芭拉·麥克林托克發(fā)現(xiàn)染色體末端的一個(gè)特殊結(jié)構(gòu)他們認(rèn)為該結(jié)構(gòu)可以阻止染色體彼此黏附,并設(shè)想其可能具有保護(hù)性作用。3.獲獎(jiǎng)成果—端粒的發(fā)現(xiàn)赫爾布萊克波恩在研究一種簡(jiǎn)單的池生生物四膜蟲(chóng)的染色體時(shí),獲得了一個(gè)突破性的發(fā)現(xiàn),在該動(dòng)物編碼核糖體RNA的染色體兩端是一個(gè)重復(fù)的DNA序列,5′(C-C-C-C-A-A)n3′,其中n在20和7之間。布萊克波和紹斯塔克,兩人決定在相差甚遠(yuǎn)的不同物種中進(jìn)行交叉研究

。

2021/10/1010紹斯塔克進(jìn)而對(duì)酵母端粒的結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)酵母與四膜蟲(chóng)的端粒結(jié)構(gòu)非常相似,而端粒片段長(zhǎng)度的不同反映了染色體中DNA數(shù)量的差別。他們發(fā)現(xiàn)來(lái)自四膜蟲(chóng)的端粒DNA可對(duì)酵母菌的染色體起到保護(hù)作用從而證明了其功能的保守性。1982紹斯塔克研究小組構(gòu)建了世界上第一個(gè)酵母人工染色體紹斯塔克與布萊克波恩攜手成功組裝出兩端為CCCCAA序列的微型染色體。當(dāng)這些微型染色體注入到酵母細(xì)胞中后,在細(xì)胞分裂時(shí),這種CCCCAA的DNA序列在復(fù)制時(shí)對(duì)染色體起到了保護(hù)作用,他們首次將這些遺傳保護(hù)帽命名為“端?！?Telomere）2021/10/10113.獲獎(jiǎng)成果—端粒2021/10/1012

3.獲獎(jiǎng)成果—端粒2021/10/1013概念組成作用真核細(xì)胞線性染色體末端的一組重復(fù)DNA序列，通常由富含鳥(niǎo)嘌呤核苷酸(G)的短的串聯(lián)重復(fù)序列組成。由端粒蛋白和端粒DNA組成對(duì)染色體有保護(hù)作用端粒序列具有高度保守性缺陷端粒DNA復(fù)制時(shí)，負(fù)責(zé)復(fù)制的酶不能復(fù)制線性DNA分子尾部，這樣就在端粒區(qū)域產(chǎn)生一段單鏈區(qū)域，導(dǎo)致部分端粒

DNA的丟失，經(jīng)過(guò)一次次復(fù)制端粒便會(huì)慢慢地縮短，當(dāng)端粒縮短至一定程度，細(xì)胞無(wú)法繼續(xù)分裂，并在形態(tài)和功能上都表現(xiàn)出衰老特征3.獲獎(jiǎng)成果—端粒2021/10/1014格雷德在細(xì)胞抽提物中發(fā)現(xiàn)酶活性的標(biāo)志在發(fā)現(xiàn)端粒的結(jié)構(gòu)和功能后格雷德在其導(dǎo)師布萊克波恩帶下開(kāi)始研究端粒DNA的合成是否由未知的酶控制1984經(jīng)過(guò)試驗(yàn)排除端粒序列是由內(nèi)源DNA為模板,

格雷德與導(dǎo)師共同將這種酶命名為——端粒酶(Telomerase)4.獲獎(jiǎng)成果—端粒酶的發(fā)現(xiàn)2021/10/10154.獲獎(jiǎng)成果—端粒酶2021/10/1016RNA（作為模板）蛋白質(zhì)（反轉(zhuǎn)錄酶）在端粒DNA的復(fù)制時(shí)，端粒酶既有模板，又有逆轉(zhuǎn)錄酶這兩方面的作用。其與端粒3′端結(jié)合后，以其RNA為模板，經(jīng)反轉(zhuǎn)錄延長(zhǎng)端粒，從而保護(hù)DNA雙鏈末段免遭降解及相互融合。

組成端粒酶是一種RNA與蛋白的復(fù)合體，它以自身RNA上的一個(gè)片段為模板通過(guò)逆轉(zhuǎn)錄合成端粒重復(fù)序列，并通過(guò)一種RNA依賴性聚合酶（如逆轉(zhuǎn)錄酶）機(jī)制加到染色體3’末端以延伸端粒。4.獲獎(jiǎng)成果—端粒酶

作用

概念2021/10/1017端粒的保護(hù),維持和端粒的縮短形成了端粒調(diào)節(jié)的對(duì)立統(tǒng)一體“一方面，對(duì)端粒的保護(hù)維持了遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定性，而另一方面，DNA復(fù)制的內(nèi)在特性卻注定了體細(xì)胞的壽命”生殖細(xì)胞中端粒酶的活性保證了端粒初始長(zhǎng)度的恒定，而體細(xì)胞缺乏端粒酶活性而