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日本學者研究細胞自噬榮獲 2016 諾貝爾生醫獎

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日本學者大隅良典(Yoshinori Ohsumi)因研究細胞的「自噬作用」(Autophagy)而從 273 位入圍者中脫穎而出,獲得 2016 年諾貝爾生理醫學獎。自噬作用是細胞本身內建的「回收機制」,即細胞為了維持運作而對內部的老廢物質進行「分解」與「再利用」,若該功能失效將會導致疾病產生,對癌症、糖尿病、帕金森症等研究有重大影響。

細胞自噬的發現與進展

細胞「自噬」的概念最早於 1960 年出現,當時科學家發現細胞為了維持正常運作會啟動「清除模式」,吞噬內部的老廢蛋白質、不良的胞器以及入侵的微生物,但相關原理仍有待釐清。到了 1990 年代初期,東京工業大學的教授大隅良典在酵母細胞實驗中,找到了參與自噬作用的關鍵基因,並發現類似機制也存在於人類細胞內。

實驗過程中,大隅良典透過破壞細胞液胞內的蛋白質降解 (protein degradation) 過程,證實自噬作用的存在。當細胞處於有外在壓力或營養不良的環境中,細胞液胞中的自噬溶小體 (autophagosomes) 就會把細胞內的老廢物質分解,而解體後的氨基酸小分子便可以回收再利用,延續該細胞的壽命。之後,他進一步培養缺乏液胞降解酶 (vacuolar degradation enzymes) 的突變酵母菌,誘導內部細胞進行自噬反應,找到了第一個和自噬作用有關的關鍵基因,於 1992 年發表實驗成果。

細胞的自噬作用 (Autophagy) 示意圖。來源:https://en.wikipedia.org/wiki/Autophagy

細胞的自噬作用 (Autophagy) 示意圖。來源:https://en.wikipedia.org/wiki/Autophagy

延伸閱讀:你是誰?細胞株身分大危機!

後來科學家陸續發現自噬作用對胚胎發育 (embryo development) 和細胞分化 (cell differentiation) 有所貢獻,能消滅入侵細胞內破壞蛋白質和胞器的細菌及病毒,因此若這項功能失常,將會導致帕金森症 (Parkinson’s disease)、第二型糖尿病 (type 2 diabetes)、阿茲海默症(Alzheimer’s Disease)、甚至癌症等疾病。「雖然自噬作用至今已有 50 年歷史,但 1990 年大隅良典的研究才真正讓我們了解其對人類生理和醫學的重大貢獻。」諾貝爾委員會表示。目前許多重大疾病的藥物研發也以調節自噬作用為主,透過加強或抑制細胞內部的自噬功能,未來可望作為重大疾病的有效預防與治療。

今年諾貝爾生理醫學獎得主僅有一位,而去年 (2015 年) 則有三位得主:中國科學家屠呦呦、愛爾蘭的坎貝爾(William C. Campbell)和日本的大村智(Satoshi Omura),為表彰他們所發現的阿維菌素(avermectin)與青蒿素(Artemisinin)能對抗瘧疾和蛔蟲感染。

大隅良典(Yoshinori Ohsumi)小檔案

生於 1945 年,日本福岡縣人,畢業於東京工業大學理學博士班,後赴美深造,在洛克菲勒大學擔任博士後研究員,於 1988 年返回東京大學成立研究小組,為知名的分子生物學家,以細胞自噬的調控機制研究聞名,曾獲得湯森路透引文桂冠獎(Thomson Reuters Citation Laureates)、日本最高學術獎日本學士院獎、京都獎、以及加拿大蓋爾德納國際獎(Canada Gairdner International Award),並於 2016 年獲得諾貝爾生理醫學獎。

延伸閱讀:DNA 修復研究獲得 2015 諾貝爾化學獎

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參考文獻:
1. https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2016/
2. http://time.com/4516341/yoshinori-ohsumi-nobel-prize-winner/
3. https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%A4%A7%E9%9A%85%E8%89%AF%E5%85%B8
4. http://highscope.ch.ntu.edu.tw/wordpress/?p=570

圖片來源:
http://www.titech.ac.jp/english/news/2015/030266.html
https://en.wikipedia.org/wiki/Autophagy

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