2016年诺贝尔生理或医学奖得主论文一览

　　2016年诺贝尔生理学或医学奖揭晓，来自东京工业大学的大隅良典Yoshinori Ohsumi因发现自体吞噬的机制而获得此奖，他的代表论文包括：

　　Autophagy in yeast demonstrated with proteinase-deficient mutants and conditions for its induction

　　这篇论文是Ohsumi获得诺贝尔生理或医学奖的关键成果，即证实了酵母的自噬过程。

　　液泡是一个细胞器，相当于人体中的溶酶体。酵母细胞比较容易研究，因此它们经常被用来作为人类细胞的模型。尤其是用来鉴别对复杂细胞途径非常重要的基因方面特别有用。酵母细胞非常小，内部结构在分辨显微镜下也不容易看到，因此Yoshinori Ohsumi 也不确定酵母体内是否存在自噬。自噬过程是活跃的，如果他能扰乱液泡中的降解过程，那么自噬体会在液泡中积累，从而在显微镜下可见。

　　因此Ohsumi培养了液泡降解酶缺乏的突变酵母，同时慢慢地刺激发生自噬，结果是惊人的。不到一个小时，液泡中充满了未退化的小囊泡，就是自噬体。他的实验证明了酵母中存在自噬。更重要的是，他有一个方法来验证和表征这个过程中的关键基因。

　　Isolation and characterization of autophagy-defective mutants of Saccharomyces cervisiae

　　随后，Ohsumi 开始利用他构建好的酵母基因工程菌开展进一步研究。如果对自噬有影响的基因失活，那么这个自噬体积累过程不会发生。他将酵母细胞暴露中化学物质中来实现对一些基因的随机突变，然后他诱导了自噬，结果奏效了。

　　这篇论文就是hsumi发现酵母中存在自噬的一年后，发现了和自噬有关的第一个基因，在他随后的研究中，由这些基因编码的蛋白被表征，其研究组通过筛选上千个酵母的突变株，鉴定了15个和自噬有关的关键基因。

　　Analyses of APG13 gene involved in autophagy in yeast, Saccharomyces cerevisiae

　　a novel protein kinase required for the autophagic process in Saccharomyces cerevisiae

　　这两篇1997年的文章在酿酒酵母中克隆出了两个自噬调控基因，开启了自噬的分子研究时代。

　　A protein conjugation system essential for autophagy

　　这篇论文对于Ohsumi获奖也至关重要——他发现了ATG12-ATG5 自噬通路。

　　许多蛋白质协同作用形成自噬体是自噬过程的一部分，ATG12和ATG5这两种蛋白正确连接可形成一种称作自噬小体（autophagosome）的细胞器。自噬体可像垃圾袋一样移除有毒物质，通过再循环向细胞提供营养物质。

　　LC3, a mammalian homologue of yeast Apg8p, is localized in autophagosome membranes after processing

　　同时Ohsumi等人还发现了自噬小体（autophagosome）的标志性蛋白 LC3-II。LC3是自噬系统的一个关键蛋白，来吞噬桩蛋白，并将其运输到溶酶体，在那里它被降解。

　　LC3 蛋白有两个形式，正常状态下以 LC3-I 的形式存在，自噬发生的时候，LC3-I 发生脂化和剪切形成 LC3-II。 LC3-II 移位到自噬小体上，成为目前自噬细胞研究的标志性检测蛋白。

　　附：如何检测原代细胞中的自噬

　　自噬是个复杂的过程。在哺乳动物中，Atg8家族的8个成员被鉴定出。最为人熟知的是LC3，这是大多数经典的自噬检测分析中的关键分子。LC3的脂化导致LC3（LC3-II）在western blot中比非脂化形式（LC3-I）跑得慢，因此可以检测。当自噬水平低时，LC3-I均匀分布在细胞中，而一旦自噬发生，LC3的脂化导致其重新定位到自噬体上，这可以通过免疫荧光显微镜来观察。第三种经典方法就是利用电镜来观察双膜的囊泡。

　　还有一些注意事项。比如，在检测原代细胞混合物中一种细胞的自噬时，需要进行细胞分选。然而，磁珠或流式细胞仪的分选会诱导自噬的形成，导致难以分辨。这时可利用ImageStream成像流式细胞仪来鉴定细胞类型，并同时测定自噬，从而避免分选。