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2013年诺贝尔生理学或医学奖得主:
2013年医学或生理学奖给了从事细胞内机械运输机制的三位科学家,他们分别是詹姆斯·E·罗斯曼、兰迪·谢克曼和托马斯·聚德霍夫。
詹姆斯·E·罗斯曼(James E. Rothman):罗斯曼教授1950年出生于美国马萨诸塞州。1976年哈佛医学院博士学位,麻省理工学院博士后,1978年于加州斯坦福大学,在那里开始从事细胞囊泡的研究。Rothman先后在普林斯顿大学、纪念斯隆-凯特琳癌症研究所和哥伦比亚大学工作。2008年,开始在美国康涅狄格州纽黑文市耶鲁大学任教授,目前他担任细胞生物学系主席教授。
兰迪·谢克曼(Randy W. Schekman):谢克曼教授1948年出生于美国明尼苏达州圣保罗,先后就读于加州大学洛杉矶分校和斯坦福大学,1974年在在那里他获得了博士学位。导师是著名的阿瑟·科恩伯格教授(诺贝尔奖1959),此后几年他和詹姆斯·E·罗斯曼在同一单位工作。1976年,谢克曼任职于加利福尼亚大学伯克利分校,目前他是该大学分子和细胞生物学系教授,并兼任霍华德·休斯医学研究所研究员,1992年当选美国国家科学院院士。 托马斯·聚德霍夫:托马斯·聚德霍夫(Thomas C. Südhof,1955年12月22日生于德国哥廷根),德国生物化学家,以研究突触传递知名。自1986年以来聚德霍夫博士的研究已经阐明了许多主要的蛋白介导突触前功能。
关于2013诺贝尔生理学或医学:
获奖理由:发现了细胞囊泡运输系统的运行与调节机制。 根据三名科学家的发现,
每个细胞都是一个生产和传送分子的工厂。分子通过细胞周围的囊泡在正确的时间传送到身体所需部位。他们的基础发现有助于治疗因为细胞运输混乱而造成的疾病,如神经性疾病、糖尿病以及免疫组织紊乱等。
1.神经突触是神经元信息传递的关键结构,当神经兴奋时,神经电活动传递到突触前膜,导致细胞外钙离子经过离子通道扩散到细胞内,钙离子和蛋白synaptotagmin是突触囊泡释放的开关,囊泡释放涉及囊泡和细胞膜的融合,这个融合过程是神经递质释放的关键步骤。人在感觉、思考或运动时,脑内神经元之间必须进行通讯联系。神经元之间通讯发生在一个被称为突触的部位,突触是神经元之间的特殊连接结构。通过突触,神经元可以在微秒时间尺度内进行信息交换。当神经元被激活时,突触前神经释放化学递质,递质经过突触间隙扩散到突触后细胞膜,和细胞受体结合并产生作用。
2.过去20多年的研究发现,当突触前细胞内游离钙离子和一种蛋白synaptotagmin结合,导致突触囊泡和细胞膜融合,神经递质释放。Südhof 实验室主要希望阐述这一融合过程,或者说钙离子和synaptotagmin结合是如何调节突触囊泡融合的过程,也希望了解疾病
情况下这一过程发生异常的原因,以寻找治疗这些疾病的手段。ThomasC. Südhof在德国马普研究所生物物理化学专业攻读博士学位期间,从事神经递质释放机制的研究。Südhof描述了可释放肾上腺素、去甲肾上腺素、内啡肽的肾上腺髓质内嗜铬细胞的结构和功能。肾上腺髓质细胞受交感神经支配,可在动物面对威胁时诱发战斗或逃跑行为。1983年,Südhof完成博士论文后开始从事低密度脂蛋白(LDL)受体基因的克隆,解释了该受体对胆固醇的转录调节作用。完成博士后训练后,Thomas Südhof教授确定了LDL基因中负责产生甾醇介导终产物的序列,这一序列就是甾醇调节序列,该序列直接参与甾醇生物合成的调节。甾醇是一类非常重要的生物分子,例如人体内的胆固醇和甾体激素。ThomasSüdhof教授的独特贡献是神经突触前膜研究,他开始关注该领域时,大量神经科学研究围绕突触前膜在学习记忆过程中的作用。
3.突触结合蛋白属于突触囊泡的膜蛋白,是游离钙离子的感受器,可启动突触囊泡融合和神经递质释放。当神经兴奋时,神经末梢周围细胞外钙离子扩散到细胞内,引起细胞内游离钙离子浓度升高,钙离子和突触结合蛋白游离区结合,使后者和其他具有调节功能或囊泡融合相关蛋白如SNARE 复合体相互作用,促进神经递质的快速或慢速释放。可溶性蛋白RIMs和Muncs是Thomas Südhof教授首先发现的,这些蛋白是囊泡和细胞膜融合辅助分子,参与突触可塑性过程。他证明了破伤风菌和肉毒杆菌毒素能通过选择性阻断突触小泡蛋白和SNAP-25抑制囊泡和突触前膜的融合。他提出,部分遗传性孤独症患者可能是因为这些蛋白基因突变。他的众多研究不仅对科学家理解突触联系过程,而且对深入理解某些重要中枢神经系统疾病如痴呆、精神分裂症和孤独症的发病原因有重要帮助。最近他正在和霍华德休斯医学研究所合作,利用基因敲除动物模型开展研究。
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