2016年10月3日,诺贝尔生理学或医学奖揭晓,日本科学家大隅良典(Yoshinori Ohsumi)因其在细胞自噬研究中取得的成就而获奖(陪跑三年,他终于获得了诺贝尔奖)。10月5日,诺贝尔化学奖揭晓,获此奖项的是Jean-Pierre Sauvage、Sir J. Fraser Stoddart、Bernard L. Feringa三位科学家,以表彰他们在分子机器设计与合成领域的贡献。(9月王牌聚焦:诺贝尔奖与中国诺贝尔奖)为了庆祝今年诺奖得主的成就,著名期刊Cell盘点了他们发表在Cell及旗下子刊的一系列科学成果。
Yoshinori Ohsumi
Yoshinori Ohsumi is affiliated with Tokyo Institute of Technology. His field is molecular and cellular biology.
细胞自噬其实本来也是近年来的热点,特别是这两三年来不断有媒体或个人强调这一研究领域的重要性。不过对于上过细胞生物学这门课的同学们来说,细胞凋亡这个名词更为亲切,2002年细胞凋亡就已经获得了诺贝尔生理或医学奖,时隔14年,细胞自噬也获得了诺贝尔生理或医学奖,不得不说是这种基本机制确实是解析人体细胞机制的关键所在。
值得注意的是,90年代初在大隅良典发表相关论文时,有关细胞自噬的论文一年总共不过几十篇,进入21世纪后,相关论文迅速增加,现在已经发展到每年几千篇,成为一大研究领域。从2001年至今,他相继在Cell及旗下子刊发表过8篇论文。
Structural Basis of Atg8 Activation by a Homodimeric E1, Atg7. Molecular Cell, p462C475, 4 November 2011
这篇论文报道了全长Atg7的晶体结构,及其C末端结构域与Atg8和MgATP的结合,还报道了Atg与Atg7极端C末端结构域(ECTD)结合的溶液结构。
Studies of Cargo Delivery to the Vacuole Mediated by Autophagosomes in Saccharomyces cerevisiae. Developmental Cell. Volume 3, Issue 6, p815C824, December 2002
在酿酒酵母中,氨肽酶I(API)――一种液泡水解酶,被选择性地通过自噬体运送到液泡中。API在细胞质中可形成一个Cvt复合物。在饥饿条件下这个复合物被自噬体吞没。这项研究通过荧光显微镜将Cvt可视化为细胞质中的一个点。Cvt复合物与前自噬体结构(PAS)有关,其在自噬体的形成过程中发挥重要作用。
LentiBrite™ Lentiviral Biosensors实时监测细胞自噬,自噬小体精确定位
Mitochondria-Anchored Receptor Atg32 Mediates Degradation of Mitochondria via Selective Autophagy. Developmental Cell. Volume 17, Issue 1, p87C97, 21 July 2009
这项研究表明,在呼吸条件下的对数生长后期细胞中,很大一部分线粒体被完全隔离为货物,并以一种自噬依赖性的方式,被运输到液泡中――酵母中的一个裂解室。重要的是,这项研究发现了Atg32,一个对于线粒体自噬必不可少的线粒体锚定蛋白,其在呼吸生长过程中是被诱导的。此外,这项研究表明,Atg32和Atg8、Atg11这些蛋白相互作用,它们是货物受体识别至关重要的自噬相关蛋白。
Selective Autophagy Regulates Insertional Mutagenesis by the Ty1 Retrotransposon in Saccharomyces cerevisiae. Developmental Cell. Volume 21, Issue 2, p358C365, 16 August 2011
这篇论文指出,在营养有限的条件下,选择性的自噬可通过去除细胞质中的Ty1 VLPs,而下调Ty1换位。Ty1 VLPs通过与Atg10的相互作用,被靶定到自噬体。作者指出,在真核生物细胞中,选择性的自噬可保护基因组的完整性,对抗营养饥饿过程中又转座因子引发的过度插入诱变。
The Intrinsically Disordered Protein Atg13 Mediates Supramolecular Assembly of Autophagy Initiation Complexes. Developmental Cell. Volume 38, Issue 1, p86C99, 11 July 2016
在酵母中自噬体的形成需要饥饿诱导的前自噬体结构(PAS)组装,其中多个Atg1复合物(由Atg1、Atg13和Atg17-Atg29-Atg31亚复合物组成)是最初组装的。然而,这些复合物的多聚体组装背后的分子机制,仍不明确。这项研究采用结构和生物学技术,对这个问题进行了探讨。
Yeast autophagosomes: de novo formation of a membrane structure. Trends in Cell Biology. Volume 12, Issue 5, p231C235, 1 May 2002
这篇综述性的文章,是关于酵母自噬体――一个膜结构的从头形成。
Structural Insights into Atg10-Mediated Formation of the Autophagy-Essential Atg12-Atg5 Conjugate. Structure. Volume 20, Issue 7, p1244C1254, 3 July 2012
Atg12-Atg5缀合物是由一个泛素样的共轭系统形成的,对于自噬的中心事件――自噬体的形成,是至关重要的。尽管它的重要性,Atg12-Atg5共轭形成的分子机制尚未明确,这项研究针对这个问题展开了讨论。
Atg8, a Ubiquitin-like Protein Required for Autophagosome Formation, Mediates Membrane Tethering and Hemifusion. Cell. Volume 130, Issue 1, p165C178, 13 July 2007
自噬涉及自噬体的从头形成,它能吞噬材料在细胞溶素隔室中进行降解。在酿酒酵母中个,Atg8是这个过程所必需的一个泛素样蛋白,可以通过一种泛素样系统与脂质磷脂酰乙醇胺共轭。这项研究对于自噬独特的膜动力学的根本机制,提供了进一步的见解,也表明了泛素样蛋白的功能多样性。
诺贝尔化学奖得主Jean-Pierre Sauvage、Sir J. Fraser Stoddart、Bernard L. Feringa在Cell期刊发表的论文如下:
Aminomutases: mechanistic diversity, biotechnological applications and future perspectivesBian Wu, Wiktor Szymaski, Matthew M. Heberling, Ben L. Feringa, Dick B. Janssen. Trends in Biotechnology, 2011, Vol. 29, Issue 7
Trends in Biotechnology, Vol. 29, Issue 7Multivalent Interactions between Lectins and Supramolecular Complexes: Galectin-1 and Self-Assembled PseudopolyrotaxanesJason M. Belitsky, Alshakim Nelson, Joseph D. Hernandez, Linda G. Baum, J. Fraser Stoddart. Cell Chemical Biology, 2007, Vol. 14, Issue 10
翻译与代谢的相互调控是细胞可塑性的基础。胚胎早期发育可分为着床前和着床后两个阶段,对应体外培养时两种稳定且可互相转变的多能性干细胞状态:原始态(Naïve)与始发态(Primed)。早期发育与多能干细......
随着生命科学日益精细化,人类对健康的追求已深入至细胞层面。作为细胞的“能量工厂”,线粒体这一微小细胞器的重要性日益凸显,它不仅为生命活动提供能量,更调控着细胞生死,与神经退行性疾病、心血管疾病、代谢综......
诺贝尔生理学或医学奖委员会在选择今年的获奖者时考虑的是治疗方法。该奖项由3位研究人员共同获得,以表彰他们对调节性T细胞(简称Tregs)的发现。这种细胞能够阻止机体自身器官受到意外的免疫攻击。如果科学......
人体免疫系统如同一支“军队”,保护我们免受外来病原体侵害。然而,“狡猾的”病原体会伪装成不同形态欺骗免疫系统,甚至进化出与人体细胞相似的特征。免疫系统是如何精准识别“敌人”,将它们与人体自身细胞区分开......
瑞典皇家科学院8日在宣布2025年诺贝尔化学奖得主时,用一句富有诗意的话总结了获奖者的贡献:“他们为化学创造了新空间。”这一荣誉属于日本京都大学的北川进、澳大利亚墨尔本大学的理查德·罗布森和美国加利福......
北京时间2025年10月6日下午5点30分许,2025年诺贝尔生理学或医学奖揭晓。MaryE.Brunkow、FredRamsdellandShimonSakaguchi获奖,以表彰在“外周免疫耐受”......
今年的诺贝尔奖将于10月6日至13日公布。所有奖项的宣布都将通过诺贝尔奖官方数字频道进行直播。有关这些奖项的详细信息将在nobelprize.org上公布。各颁奖机构决定公布2025年的奖项决定如下:......
中国科学院上海营养与健康研究所研究员李昕研究组,通过解析人体多器官线粒体突变的“衰老图谱”,提出“线粒体双相时钟”模型,揭示了线粒体通过两种截然不同的模式编码器官衰老,进而同时编码了随机性和确定性衰老......
华东师范大学教授李大力、刘明耀团队联合临港实验室青年研究员陈亮团队,开发出高性能线粒体腺嘌呤碱基编辑器(eTd-mtABEs),并利用eTd-mtABEs成功构建了感音神经性耳聋和Leigh综合症大鼠......
线粒体通常被认为是远古细菌与真核细胞共生演化的产物,其拥有独立的基因组,是细胞的能量工厂。然而,线粒体基因组在生命过程中不断积累突变,其突变率远高于细胞核DNA,这些突变或与衰老、疾病密切相关。近日,......