澳门新濠天地平台;一文读懂今年诺贝尔生理学或医学奖:细胞是如何感知和适应氧气的

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发布时间:2019-10-10 01:26

[摘要]他们的钻研解释了为什么对人类以及绝大多数动物而言,澳门新濠天地平台;氧气是那么的重要。

2019年诺贝尔心理学或医学奖取得者,William G. Kaelin教授、Peter J. Ratcliffe教授、以及Gregg L. Semenza教授三位泰斗。

他们的钻研解释了为什么对人类以及绝大多数动物而言,氧气是那么的重要。

什么那么重要?

我们都知道,氧气能够连系血红蛋白,为有机体的氧化复原反馈提供支持,但过多的氧气又会形成机体损伤,好比氧自由基可以粉碎良多蛋白质分子,也是人类衰夙儒的元凶。

20世纪90年代,Ratcliffe教授和Semenza教授发现了一段特殊的DNA序列。若是把这段DNA序列安顿在其他基因附近,那么在低氧的状况下,这些基因也能被诱导激活。也就是说,这段DNA序列切实起到了低氧状况下的调控作用。而一旦这段序列出现突变,相干基因就无法启动。

随后,钻研发现,这段序列在细胞内调控了一种叫做HIF-1的蛋白质,由两个亚基HIF-1α与HIF-1β组成。在缺氧的状况下,HIF-1可以连系并激活特定基因。

但这仅仅处理了人类必要氧的问题,但是氧气过多为何又会对人体有害呢?

这就不得不提到William G. Kaelin教授,William G. Kaelin教授以及后来的钻研者发现,一种名为VHL的蛋白可以与一些特定的蛋白连系,好比某些泛素连贯酶。蛋白质泛素化,是蛋白质在体内降解的标识表记标帜。钻研发现,富养前提下,VHL能与HIF-α连系,促进后者的泛素化,最终使蛋白降解。

大略就是这么个过程,低氧状态HIF启动基因表达,富氧状态VHL促进HIF-α降解 图片来源:nobelprize.org

对人类和动物来说氧决定机体的安康和疾病

因为这些诺贝尔奖得主的创始性工作,我们对差别的氧气程度若何调节根本的心理过程有了更多的体会。氧感应允许细胞顺应低氧程度的新陈代谢:比方,在我们的肌肉中,在猛烈运动时。氧气感应控制的顺应过程的其他例子包孕新血管的天生和红细胞的产生。我们的免疫体系和许多其他心理功能也通过O2感应机制停止微调。在胎儿发育过程中,氧感觉对控制正常血管的造成和胎盘的发育至关重要。

氧感觉是许多疾病的核心。比方,慢性肾功能衰竭患者常因EPO表达削减而导致紧张血虚。如前所述,促红细胞天生素由肾脏细胞产生,对控制红细胞的造成至关重要。此外,氧调节机制在癌症中有重要作用。在肿瘤中,氧调节机制被用来刺激血管的造成和重塑代谢,以有效地增殖癌细胞。学术实验室和制药公司正在停止的重大努力现在集中于开发可以通过激活或阻断氧气感应机制来干涉差别疾病状态的药物。

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