今天淩晨開始,世界各大媒體陸續報道了今年的諾貝爾生理學或醫學獎。紐約時報的標題是:“Nobel Prize in Medicine Awarded for Research on How Cells Manage Oxygen(細胞如何管理氧的研究獲得諾貝爾醫學獎)”,副標題是“The prize was awarded to William G. Kaelin Jr., Peter J. Ratcliffe and Gregg L. Semenza for discoveries about how cells sense and adapt to oxygen availability(三人發現細胞如何感知和適應氧氣可用性)”。
我們先看看這三位大科學家是誰:
William G. Kaelin Jr. 威廉·喬治·凱林,1957年11月23日生於紐約,是一位癌症專家、哈佛大學醫學教授。凱林1979年獲杜克大學化學學士學位,1982獲得醫學博士學位。然後赴約翰·霍普金斯醫院做內科醫生,後來轉到至丹納-法貝爾癌症研究所(Dana–Farber Cancer Institute)。1992年建立自己的實驗室。1998年成為霍華德·休斯醫學研究所研究員。2002年成為哈佛醫學院教授。
凱林早期的工作是研究與細胞增殖有關的E2F蛋白,後來他開始研究馮·希佩爾-林道綜合征(von Hippel-Lindau - VHL)。他發現VHL蛋白參與缺氧誘導因子(Hypoxia-inducible factor - HIF)的標記從而抑製它。氧氣不足,則HIF的羥基化程度低,則無法正常被VHL蛋白標記,從而啟動血管的生長。這對理解細胞信號傳導做出了貢獻。他的小組還研究了RB-1以及p53癌症抑製基因。
2010年,凱林被選為美國國家科學院院士,並獲蓋爾德納國際獎。2016年獲拉斯克基礎醫學研究獎,他獲獎的理由是“氧氣感測–生存的基本過程(Oxygen sensing – an essential process for survival)”。
Peter J. Ratcliffe 彼得·約翰·拉特克利夫,1954年3月14日出生,是一位英國醫學家和分子生物學家。1972年在劍橋大學和聖巴多羅買醫院(St Bartholomew's Hospital)學習醫學,1978年畢業後轉赴牛津大學,主要關注“腎髒氧合(renal oxygenation)”。1989年建立了自己的新實驗室研究促紅細胞生成素。
拉特克利夫2010年獲蓋爾德納國際獎。2016年獲拉斯克基礎醫學研究獎,他獲獎的理由也是“氧氣感測–生存的基本過程”。
Gregg L. Semenza 格雷格·倫納德·塞門紮,1956年7月1日生於紐約,他是約翰·霍普金斯大學醫學院的兒科學、放射腫瘤學、生物化學、醫學和腫瘤學教授。
塞門紮是細胞工程研究所血管計劃的主任。1995年塞門紮等人發表了他們的重要發現:他們發現了1號缺氧誘導因子(Hypoxia-inducible factor 1,HIF-1),HIF-1缺氧誘導因子由兩種DNA蛋白組成,見論文[2],可使癌細胞適應缺氧的環境。塞門紮2008年成為美國國家科學院院士。2016年獲拉斯克基礎醫學研究獎,他獲獎的理由同樣是“氧氣感測–生存的基本過程”。
三年前的2016年上麵三個人一同獲得拉斯克獎,今天三人一同獲得諾貝爾生理或醫學獎。
“拉斯克獎(Lasker Award)素有‘美國的諾貝爾獎’之美譽,是美國最具聲望的生物醫學獎項,也是醫學界僅次於諾貝爾獎的一項大獎,1946年由被譽為‘現代廣告之父’的美國著名廣告經理人、慈善家阿爾伯特·拉斯克(Albert Lasker)及其夫人瑪麗·沃德·拉斯克(Mary Woodard Lasker)共同創立,旨在表彰醫學領域作出突出貢獻的科學家、醫生和公共服務人員。而瑪麗本人即為有影響力的醫學研究者。自1962年起,獲此項醫學獎的科學家中有半數以上在隨後的數年裏又獲諾貝爾獎。截至2005年,超過300人次獲得拉斯克獎,其中至少已有71人相繼獲得過諾貝爾獎。”2011年拉斯克獎的臨床醫學研究獎獲得者是屠呦呦,獲獎理由是“青蒿素治療瘧疾(Artemisinin therapy for malaria)”。2015年屠呦呦獲得諾貝爾生理學或醫學獎。
諾貝爾獎官方網站有出版物,詳細介紹了他們的事跡。
中文譯文請見科學網
該出版物附了5篇關鍵論文,見文末。
凱林的論文[4]和拉特克利夫的論文[5]刊登在2001年同一期《自然》雜誌上,分別有華人科學家Haifeng Yang和Ya-Min Tian參與研究。塞門紮的論文[2]刊登在1995年的《美國國家科學院院刊》上,也有兩位華人科學家Guang L. WANG和Bing-Hua JIANG參與研究。
可能有人會認為 Guang L. WANG 是喬絲琳·貝爾·伯奈爾(Jocelyn Bell Burnell)。
醫學界認為“缺氧誘導因子1α(HIF1α)通常在腫瘤中呈現高表達,對腫瘤的生長有促進作用。HIF1α因子與腫瘤病情、診斷和預後相關。因此,可將HIF1α因子作為腫瘤治療的重要靶點,從轉錄、轉錄後和靶點水平提高治療效率,延長患者的生命”。關於缺氧誘導因子將另文介紹。
[1] Semenza, G.L, Nejfelt, M.K., Chi, S.M. & Antonarakis, S.E. (1991). Hypoxia-inducible nuclear factors bind to an enhancer element located 3’ to the human erythropoietin gene. Proc NatlAcad Sci USA, 88, 5680-5684
[2] Wang, G.L., Jiang, B.-H., Rue, E.A. & Semenza, G.L. (1995). Hypoxia-inducible factor 1 is a basic-helix-loop-helix-PAS heterodimer regulated by cellular O2 tension. Proc Natl Acad Sci USA, 92, 5510-5514
[3] Maxwell, P.H., Wiesener, M.S., Chang, G.-W., Clifford, S.C., Vaux, E.C., Cockman, M.E., Wykoff, C.C., Pugh, C.W., Maher, E.R. & Ratcliffe, P.J. (1999). The tumour suppressor protein VHL targets hypoxia-inducible factors for oxygen-dependent proteolysis. Nature, 399, 271-275
[4] Mircea, I., Kondo, K., Yang, H., Kim, W., Valiando, J., Ohh, M., Salic, A., Asara, J.M., Lane, W.S. & Kaelin Jr., W.G. (2001) HIFa targeted for VHL-mediated destruction by proline hydroxylation: Implications for O2 sensing. Science, 292, 464-468
[5] Jakkola, P., Mole, D.R., Tian, Y.-M., Wilson, M.I., Gielbert, J., Gaskell, S.J., von Kriegsheim, A., Heberstreit, H.F., Mukherji, M., Schofield, C.J., Maxwell, P.H., Pugh, C.W. & Ratcliffe, P.J. (2001). Targeting of HIF-a to the von Hippel-Lindau ubiquitylation complex by O2-regulated prolyl hydroxylation. Science, 292, 468-472