新科诺奖颁给它,氧气感应机制决定生命如何“向死而生”

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  图为10月7日在瑞典斯德哥尔摩的卡罗琳医学院拍摄的2019年诺贝尔生理学或医学奖提前大选现场。新华社记者 郑焕松摄

  10月7日,2019年诺贝尔生理学或医学奖揭晓,威廉·凯林、彼得·拉特克利夫、格雷格·塞门扎肯能发现了氧气感知通路(生命体对缺氧和富氧做出不同反应的分子机制)而获奖。

  “找不到想到今天颁发的诺贝尔奖会授予氧气感知机制的发现,它是非常基础的研究,找不到明确的应用转化,但又都时需衍生出本来应用转化。”10月7日,清华大学生命科学好院教授杨茂君对科技日报记者表示,这启示我国学者越是基础的研究越有肯能获得诺奖。

  “这是一项很伟大的发现,细胞对氧气的响应对于生命的安危非常重要。”武汉大学中南医院研究助理教授姬燕晓表示,面临缺氧的生死威胁时,它给了机体“向死而生”的肯能。

  基础研究往往是枯燥、乏味、令人望而生畏的,这次的新科诺奖将向大众普及3个时需人吐血记忆的专业词汇:缺氧诱导因子(HIF)、希佩尔-林道(VHL,von Hippel-Lindau)基因、促红细胞生成素(EPO)。

  体内的HIF时刻在产生,保障生命安全

  当机体感受到氧气供应不够时,HIF就好像一杯醒脑咖啡,激活体内基因的转录,使得机体打起“十二万分精神”应对低氧环境,比如召唤来EPO,要求红细胞前来增援。

  正是研究缺氧要怎样引起EPO产生,把拉特克利夫和塞门扎引向了HIF的发现,以及整个氧气感知通路的完善。

  “但着实,即便是不缺氧的情况表下,你的体内全部都是HIF在不断产生。”姬燕晓说,它不用说是在缺氧的前一天才产生,本来缺氧的前一天才富集。

  正常情况表下,HIF一方面不断产生,自己面不断降解。这着实是非常浪费资源的,和珍命系统中集约的精神不太一致,一般情况表下,蛋白质生命活动的大分子是时需时才经常再次出现。这说明HIF在机体里非常重要,不容有一刻供应不上。

  HIF的重要性还体现在它的极速富集波特率上。“一旦机体意识到缺氧,比如脑梗、心脏缺血等,HIF会太快了 在细胞里积累,只时需4—5分钟就也能达到很高的浓度。”姬燕晓说,这说明在正常情况表下,它的产生和降解波特率都非常快。

  在HIF不被时需的前一天,它的一有一一3个 亚基(HIF-1α)会被泛素化降解,使它无法成形。也本来说,泛素连接酶会过来给它打上一有一一3个 “外理”的标签,随即便被拉到细胞中一有一一3个 名为“蛋白酶体”的细胞器中降解。

  但全部都是例外,VHL病人肯能VHL蛋白的缺失,本来富氧时不应表达的基因依旧在表达,这说明HIF找不到被成功降解。凯林经研究证实VHL蛋白决定HIF-1(HIF家族成员之一)是算是会被降解。

  巧妙调节HIF,让危重病人渡过难关

  “在临床实践中,亲戚亲戚朋友都时需通过上调HIF的水平,帮助心肌梗死肯能脑缺血患者在缺血时渡过难关。”姬燕晓说,上调HIF的手段是从事医学研究学者孜孜以求的。

  累似 中国医学科学院阜外医院心血管内科教授唐熠达此前在《肝脏病学》上发表的相关论文显示,研究团队发现了有一种因子都时需将降解时HIF肩头的“外理”标签加在,使得HIF肯能得只有降解而富集,进而保护肝脏缺血再灌注的损伤。团队选用了MCPIP1-HIF-1α轴作为一有一一3个 重要的途径,并认为肯能是肝脏缺血再灌注损伤干预的良好靶点。

  “对于癌症,则时需探索下调HIF的救治方案。肯能而且 肿瘤的生长,它往往会聚成一团的肿瘤,内控 是有一种缺氧的条件,你你這個 前一天HIF在肿瘤里的含量就会上升,帮助肿瘤生存。”姬燕晓说。肯能肿瘤的生成离不开新生血管,肯助于于降解HIF-1α或相关蛋白(如HIF-2α),全部都是望对抗恶性肿瘤。目前,已有累似 的疗法进入了早期临床试验阶段。

  对于正常人而言,氧气的利用波特率决定生命质量

  “高等生物都进行有氧代谢获取能量,生命的过程是将食物转变成能量,并把氧气转变为水。”杨茂君说,人类本来疾病的产生全部都是肯能氧气的利用波特率不高造成的。发现人体内的氧气感知通路,不仅导致 发现了一有一一3个 机体自带的保护机制,还导致 获得了调控氧气利用率的钥匙。

  氧气利用率决定着生命的质量,在体内氧气的利用是很长的一根上下游通路。“絮状的氧气参和珍命活动是在细胞线粒体内的呼吸链上,这都时需是感知系统的下游。亲戚亲戚朋友也在线粒体呼吸链中发现了缺氧情况表下关键蛋白质表达变化。”杨茂君说,而且氧气的不够将带动机体内控 一有一一3个 很大网络的变化,而有效的应对、外理缺氧情况表的损伤是一有一一3个 系统的工作。

  “累似 ,老年痴呆症的占据 很大程度上肯能氧气利用波特率不高。而且,利用氧气进行充分的有氧代谢,对于健康人群来说,是非常有益的。”杨茂君表示,此次诺奖的授予也将启示亲戚亲戚朋友正确认识健康的本质。(记者 张佳星)

[ 责编:赵宇豪 ]

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