解密2013年诺贝尔生理学或医学奖

瑞典卡罗琳医学院7日在斯德哥尔摩宣布,将2013年诺贝尔生理学或医学奖授予美国科学家詹姆斯·罗思曼、兰迪·谢克曼以及德国科学家托马斯·祖德霍夫,以表彰他们发现细胞的囊泡运输调控机制。

　　

生物通报道：瑞典卡罗琳医学院7日在斯德哥尔摩宣布,将2013年诺贝尔生理学或医学奖授予美国科学家詹姆斯·罗思曼（James E. Rothman）、兰迪·谢克曼（Randy W. Schekman）以及德国科学家托马斯·祖德霍夫（Thomas C. Südhof）,以表彰他们发现细胞的囊泡运输调控机制。

这三位获奖者分别的成就在于：兰迪·谢克曼（Randy W. Schekman）发现了调节囊泡运输的基因；姆斯·罗思曼（James E. Rothman）则发现了负责接受囊泡的蛋白复合物；托马斯·祖德霍夫（Thomas C. Südhof）发现神经细胞间传递信息也需要囊泡。

诺贝尔奖评选委员会在声明中则表示，这三位科学家的研究成果解答了细胞如何组织其内部最重要的运输系统之一——囊泡传输系统的奥秘。

细胞生命活动依赖于细胞内的运输系统。所谓囊泡运输调控机制,是指某些分子与物质不能直接穿过细胞膜,而是依赖围绕在细胞膜周围的囊泡进行传递运输。囊泡通过与目标细胞膜融合,在神经细胞指令下可精确控制荷尔蒙、生物酶、神经递质等分子传递的恰当时间与位置。例如,对控制血糖具有重要作用的胰岛素,正是借由囊泡进行精确传递并最终释放在血液中。

生物体内细胞的正常运转有赖于让合适的分子在合适的时间抵达合适的位置。一部分分子，如胰岛素，需要被转运出细胞之外，而其他分子则需要被在细胞内部进行运输。细胞内部产生的分子被包裹于囊泡之中，但是这些囊泡具体是如何达成这种精准的运输的？这一点一直没有被理解。

Randy W. Schekman发现基因控制下的蛋白质在这种囊泡运输机制中起到重要作用。正如这里的图上所展示的那样，通过对比正常酵母菌细胞（左）和转运机制缺陷的细胞（右），他成功识别出操控这一转运过程的基因。

James E. Rothman发现一种蛋白质化合物（图中橘色表示）可以让囊泡实现与目标细胞膜的融合。囊泡上的蛋白质物质会与目标细胞膜上的特定蛋白质之间发生结合，从而让囊泡可以在正确的位置上释放其所运载的特殊“分子货物”。

Thomas C. Südhof研究了大脑中神经细胞之间是如何互相传递信号的，以及钙离子在这一过程中所起的作用。他识别出一种分子机制（图中用紫色表示），其可以对进入的钙离子发生反应并触发囊泡融合，从而解释了囊泡输运机制中时间的精确性是如何达成的，以及其所携带的信号分子物质是如何能做到受控释放。

诺贝尔奖评选委员会说,三位获奖者的研究成果揭示了细胞如何在准确的时间将其内部物质传输至准确的位置,揭示出细胞生理学的一个基本过程。

今年诺贝尔生理学或医学奖奖金共800万瑞典克朗(约合120万美元),获奖的三位科学家将平分奖金。诺贝尔生理学或医学奖揭晓拉开了今年“诺贝尔周”的序幕。未来一周内,物理学奖、化学奖等奖项将陆续揭晓。