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签署现场。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。

  “那末 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,那末 明确的应用转化,但又还可以能衍生出有些应用转化。”10月7日,清华大学生命科科学些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两个前要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足时,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。

  “但我我真是,即便是不缺氧的情况下,你的体内都在HIF在不断产生。”姬燕晓说,它并都在在缺氧的之后才产生,可是缺氧的之后才富集。

  正常情况下,HIF一方面不断产生,我本人面不断降解。这我我真是是非常浪费资源的,和中命系统中集约的精神不太一致,一般情况下,蛋白质生命活动的大分子是前要时才出先。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迅疾 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会更慢在细胞里积累,只前要4—5分钟就还可以达到很高的浓度。”姬燕晓说,这说明在正常情况下,它的产生和降解波特率都非常快。

  在HIF不被前要的之后,它的另另有两个亚基(HIF-1α)会被泛素化降解,使它无法成形。也可是说,泛素连接酶会过来给它打上另另有两个“正确处理”的标签,随即便被拉到细胞中另另有两个名为“蛋白酶体”的细胞器中降解。

  但都在例外,VHL病人肯能VHL蛋白的缺失,有些富氧时不应表达的基因依旧在表达,这说明HIF那末 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)不是 会被降解。

  巧妙调节HIF,让危重病人渡过难关

  “在临床实践中,大伙 还可以能通过上调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。

  类式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,研究团队发现了有有一种因子还可以能将降解时HIF肩头的“正确处理”标签加进,使得HIF肯能得非要降解而富集,进而保护肝脏缺血再灌注的损伤。团队选择了MCPIP1-HIF-1α轴作为另另有两个重要的途径,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,则前要探索下调HIF的救治方案。肯能有些肿瘤的生长,它往往会聚成一团的肿瘤,内内外部是有有一种缺氧的条件,你什儿 之后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,肯能促进降解HIF-1α或相关蛋白(如HIF-2α),都在望对抗恶性肿瘤。目前,已有类式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,人类有些疾病的产生都在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 发现了另另有两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条绳子 上下游通路。“大量的氧气参和中命活动是在细胞线粒体内的呼吸链上,这还可以能是感知系统的下游。大伙 也在线粒体呼吸链中发现了缺氧情况下关键蛋白质表达变化。”杨茂君说,可是氧气的不足将带动机体内内外部另另有两个很大网络的变化,而有效的应对、正确处理缺氧情况的损伤是另另有两个系统的工作。

  “类式,老年痴呆症的占据 很大程度上肯能氧气利用波特率不高。可是,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大伙 正确认识健康的本质。(记者 张佳星)

[ 责编:赵宇豪 ]

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