“细胞自噬”……到底是怎么个吃法?

UnknownC4 2016-10-2523:14:35 评论 1,794 views

“细胞自噬”……到底是怎么个吃法?

二零一六年的诺贝尔生理学或医学奖被授予了东京工业大学前沿研究机构的大隅良典教授,以表彰他在自噬机理研究上的贡献。细胞自噬到底是个啥玩意?他做了什么重要贡献?为啥要给他发奖?这里我们试着来给大家解答一下。

问:细胞自噬是啥?

“细胞自噬”……到底是怎么个吃法?

我们用一个简单的故事说说细胞自噬到底是咋回事。

细胞可以被看作一个加工厂,里面要制造各种产品,同时也要制造生产产品的机器跟生产线。但是工厂有时候会做出次品,有时候机器也会坏掉报废,这些大件废物一是占地方二是费材料,工厂就要想办法把它们处理掉。另外,工厂在物资匮乏的时候也会把平时不太用的机器回收,以维持正常运转。

细胞自噬就是工厂用来回收大件物品的过程。在回收的时候,先把要回收的东西围起来,这个围栏加上里面的东西就叫做自噬体。

围起来之后的处理方式不同物种的细胞工厂做法不太一样。人类细胞工厂里还有一些围着工程车(各种酶)的小围栏(叫做溶酶体),工程车专门在围栏里面拆解东西,工厂通过移动围栏把自噬体跟溶酶体凑一块儿,再把中间的围栏一抽,工程车就可以把自噬体里面的大件给拆干净,然后就能回收材料了。

酵母工厂处理方法略有不同,里面没有放工程车的小围栏,倒是有一片圈起来的大空地(叫做液胞),起到回收场的作用。工厂把自噬体连围栏带东西送进回收场,回收场里的工程车就把它整个都拆了。

总而言之,无论是为了保持工厂整洁,还是要尽可能利用材料,细胞自噬作为大件物品的回收途径,都是不可或缺的过程。

问:大隅良典做了啥贡献?

“细胞自噬”……到底是怎么个吃法?

要说这个,我们可以先看一个时间:

自噬体在一九六三年代就被命名(命名人为一九七四年诺奖得主德·迪夫),然而直到一九九零年,关于它们的研究仍然是凤毛麟角。为什么呢?因为实在太难了。

自噬体之所以难研究,就是因为存在时间太过于短暂。咱们还是回到工厂的例子。人们观察细胞就好比把每隔一周透过工厂的玻璃房顶拍一张卫星图,但自噬体从搭起围栏到被工程车拆掉整个过程时间太短,等到拍照的时候绝大多数都已经拆完了。拍酵母细胞的时候,往往只能看到空空如也的回收场,连围栏的影子都见不着。

为了看到围栏,大隅良典想到了一个妙招:他把酵母回收场里的工程车给废了,然后他又让酵母工厂处于物资匮乏的状态(饥饿状态)。工厂因为缺乏物资,就围了很多不用的机器,但围栏送进回收场之后又没有办法拆,于是回收场里围栏越堆越多,就统统在照片下现出原形。

他同时也以此建立了整个研究早期自噬体的模型,比方说,在这基础上如果再弄坏厂里一台机器(基因),发现照片里看不到围栏了,那这台机器大概就对围栏的生成很重要。利用这个模型,他首次发现了两组酵母自噬体形成过程的关键基因。

有了这个手段,接下来人们要研究细胞自噬可就方便得多了,所以大隅良典对此的贡献不可谓不大。

问:为什么对细胞自噬研究贡献大能拿奖?

“细胞自噬”……到底是怎么个吃法?

简单来说,就是因为这个过程非常重要。

细胞自噬是保持细胞内状态稳定的关键之一(想想你家小区如果一个月没人来收大件垃圾会是什么场景),而且它的运作也和很多疾病相关。

举个例子,人类细胞中负责呼吸供能的细胞器是线粒体,时间上了可能会出现异常,产生残次品。这时候细胞通常就要靠自噬来把它们回收掉以免惹麻烦,如果细胞自噬出了问题,可能就会导致线粒体异常。有研究表明,线粒体异常与很多疾病,比如著名的帕金森综合症的不少亚型,有着很强的关联。

对于癌症而言,细胞自噬更是扮演了重要角色。在有些情况下,自噬能够在细胞还正常的时候去除损坏的细胞器,起到一定的抑癌作用。但是,由于细胞自噬能够通过回收物资再利用使细胞度过饥饿等难关,很多种类的癌细胞会反过来利用自噬作用,以此提高自身效率以适应自己迅猛的生长需要。有些癌细胞还会利用自噬来破坏细胞原本的防御机制以使自己存活。因此,目前有很多人建议在治疗癌症的同时,针对癌细胞的自噬过程来进行抑制,以达到提高疗效的目的。

UnknownC4

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