李根 郭一璞 發(fā)自 凹非寺 量子位 報(bào)道 | 公眾號(hào) QbitAI 2019年諾貝爾獎(jiǎng)，今天開始一一揭曉。 達(dá)到當(dāng)天最大量API KEY 超過次數(shù)限制

剛剛，率先頒出的是生理學(xué)\醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)，旨在表彰年內(nèi)在生理學(xué)\醫(yī)學(xué)領(lǐng)域?qū)θ祟愗暙I(xiàn)最大的科學(xué)家。

獲獎(jiǎng)?wù)撸篏regg L. Semenz(美國約翰霍普金斯大學(xué))、Sir Peter J. Ratcliffe(英國牛津大學(xué))、William G. Kaelin,Jr.(美國哈佛大學(xué))。

獲獎(jiǎng)原因：他們發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞如何感知和適應(yīng)氧氣供應(yīng)。

具體詳情傳送如下。

新晉諾獎(jiǎng)得主是誰？

格雷格·塞門扎（Gregg L. Semenza），約翰霍普金斯大學(xué)教授。

主攻方向是兒科、放射腫瘤學(xué)、生物化學(xué)、醫(yī)學(xué)和腫瘤學(xué)。

塞門扎因HIF-1蛋白的發(fā)現(xiàn)而聞名，他的Google Scholar引用數(shù)接近14萬。

塞門扎1956年出生在著名的紐約皇后區(qū)，本科在哈佛大學(xué)學(xué)習(xí)遺傳學(xué)，之后去了賓夕法尼亞大學(xué)讀博，博士畢業(yè)后到約翰霍普金斯大學(xué)做博士后，之后成為了該校的教授。

2008年，塞門扎成為了美國國家科學(xué)院院士。

彼得·拉特克利夫（Sir Peter J. Ratcliffe），英國牛津大學(xué)教授。

彼得·約翰·拉特克利夫爵士。

生于1954年5月14日?，F(xiàn)年65歲。英國牛津大學(xué)教授，自2004年以來一直擔(dān)任牛津大學(xué) Nuffield臨床醫(yī)學(xué)系主任。主要研究低氧狀態(tài)下細(xì)胞的反應(yīng)。

2014年還因提供臨床醫(yī)學(xué)服務(wù)而獲得英國年度榮譽(yù)騎士勛章。

彼得·約翰·拉特克利夫爵士先求學(xué)于劍橋大學(xué)，1978年畢業(yè)后開始在牛津大學(xué)展開低氧方面研究。

彼得·約翰·拉特克利夫爵士并先后累計(jì)獲18個(gè)重要國際和行業(yè)獎(jiǎng)項(xiàng)。

威廉·凱林（William G. Kaelin），美國癌癥學(xué)家、哈佛醫(yī)學(xué)院教授。

凱林出生于1957年，他本科去了杜克大學(xué)讀化學(xué)，之后的1982年在杜克大學(xué)讀完了醫(yī)學(xué)博士，博士畢業(yè)十年后就有了自己名下的實(shí)驗(yàn)室，該實(shí)驗(yàn)室主要研究腫瘤抑制蛋白的功能。

2010年，凱林成為了美國國家科學(xué)院院士。

此外，本次獲得諾獎(jiǎng)的三人組之前也是獲獎(jiǎng)?lì)l頻。

2010年，三位曾一起獲得了“加拿大版小諾貝爾獎(jiǎng)”蓋爾德納國際獎(jiǎng)，基本上拿到這個(gè)獎(jiǎng)的科學(xué)家有四分之一之后都會(huì)獲得諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。

六年之后，三位科學(xué)家也一同獲得了醫(yī)學(xué)界的最高榮譽(yù)之一、“美國諾貝爾獎(jiǎng)”拉斯科基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究獎(jiǎng)。

因何獲獎(jiǎng)？

如何理解“細(xì)胞如何感知和適應(yīng)氧氣供應(yīng)”？

諾貝爾獎(jiǎng)官方說，今年的諾貝爾獎(jiǎng)獲得者揭示了生命中最重要的適應(yīng)過程之一的機(jī)制。

他們?yōu)槲覀兞私庋跛饺绾斡绊懠?xì)胞代謝和生理功能奠定了基礎(chǔ)。

而且他們的發(fā)現(xiàn)也為抗擊貧血、癌癥和許多其他疾病的新策略鋪平了道路。

該發(fā)現(xiàn)背后的具體原理，諾獎(jiǎng)官網(wǎng)也發(fā)出了新聞稿，中文版翻譯如下：

找到調(diào)控基因

眾所周知，包括人類在內(nèi)，絕大多數(shù)的動(dòng)物離不開氧氣。但我們對(duì)于氧氣的需求，卻又必須達(dá)到一個(gè)微妙的平衡。

缺乏氧氣，我們會(huì)窒息而死；氧氣過多，我們又會(huì)中毒。

為此，生物也演化出了諸多精妙的機(jī)制，來控制氧氣的平衡。譬如對(duì)于深埋于組織深處的細(xì)胞來說，紅細(xì)胞能為它們送上氧氣。

而一旦氧氣含量過低，機(jī)體就會(huì)促進(jìn)紅細(xì)胞的生成，保持氧氣的濃度在合理的范圍內(nèi)。

在上世紀(jì)90年代，Ratcliffe教授和Semenza教授想要理解這一現(xiàn)象背后的機(jī)制。

他們發(fā)現(xiàn)，一段特殊的DNA序列看似和缺氧引起的基因激活有關(guān)。如果把這段DNA序列安插在其他基因附近，那么在低氧的環(huán)境下，這些基因也能被誘導(dǎo)激活。

也就是說，這段DNA序列其實(shí)起到了低氧環(huán)境下的調(diào)控作用。后續(xù)研究也表明，一旦這段序列出現(xiàn)突變，生物體就對(duì)低氧環(huán)境無所適從。

后續(xù)研究發(fā)現(xiàn)，這段序列在細(xì)胞內(nèi)調(diào)控了一種叫做HIF-1的蛋白質(zhì)，而這種蛋白由HIF-1α與HIF-1β組合而成。

在缺氧的環(huán)境下，HIF-1能夠結(jié)合并激活許多哺乳動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)的特定基因。有趣的是，這些基因都不負(fù)責(zé)生產(chǎn)促紅細(xì)胞生成素。這些結(jié)果表明，缺氧引起的紅細(xì)胞生成，背后有著更為復(fù)雜的原因。

而在人們后續(xù)闡明的調(diào)控通路中，HIF-1扮演了核心的地位，調(diào)控了包括VEGF（能促進(jìn)血管生成）的諸多關(guān)鍵基因。

降解HIF-1蛋白

作為一種關(guān)鍵的調(diào)控蛋白，在缺氧環(huán)境下，HIF-1會(huì)啟動(dòng)基因表達(dá)。而在富氧環(huán)境中，這一蛋白又會(huì)被降解。這背后有著怎樣的機(jī)制呢？誰也沒有想到，答案竟然藏在一個(gè)看似完全無關(guān)的方向上。

讓我們把話題轉(zhuǎn)向Kaelin教授。當(dāng)時(shí)他正在研究一種叫做希佩爾-林道綜合征（VHL disease）的癌癥綜合征。他發(fā)現(xiàn)在典型的VHL腫瘤里，經(jīng)常會(huì)有異常形成的新生血管。

此外，他也發(fā)現(xiàn)了較多的VEGF與促紅細(xì)胞生成素。因此他自然而然地想到，缺氧通路是否在這種疾病里有著某種作用。

1996年，對(duì)于患者細(xì)胞的分析表明，一些原本應(yīng)當(dāng)在富氧環(huán)境下消失的基因，卻意外地有著大量表達(dá)。而添加具有正常功能的VHL蛋白，則能逆轉(zhuǎn)這一現(xiàn)象。

進(jìn)一步的研究表明，VHL蛋白的特殊能力，來源于與之結(jié)合的一些特定蛋白，這包括了某種泛素連接酶。在這種酶的作用下，不被細(xì)胞所需要的蛋白會(huì)被打上“丟棄”的標(biāo)記，并被送往蛋白酶體中降解。

有趣的是，人們馬上發(fā)現(xiàn)在富氧環(huán)境下，HIF-1的組成部分HIF-1α，正是通過這一途徑被降解。1999年，Ratcliffe教授團(tuán)隊(duì)又發(fā)現(xiàn)，HIF-1α的降解需要VHL蛋白參與。Kaelin教授也隨之證明，VHL與HIF-1α?xí)苯咏Y(jié)合。

再后來，諸多研究人員逐漸還原了整個(gè)過程——原來在富氧的環(huán)境下，VHL會(huì)結(jié)合HIF-1α，并指導(dǎo)后者的泛素化降解。

精妙的調(diào)控

為啥HIF-1α只會(huì)在富氧環(huán)境下被降解呢？

研究人員對(duì)HIF-1α與VHL的結(jié)合區(qū)域做了進(jìn)一步的分析，并發(fā)現(xiàn)倘若移除一個(gè)脯氨酸，就會(huì)抑制其泛素化。這正是HIF-1α的調(diào)控關(guān)鍵！

在富氧環(huán)境下，氧原子會(huì)和脯氨酸的一個(gè)氫原子結(jié)合，形成羥基。而這一步反應(yīng)需要脯氨酰羥化酶的參與。

由于這步反應(yīng)需要氧原子的參與，我們很容易理解，為何HIF-1α不會(huì)在缺氧環(huán)境下被降解。

揭示生物氧氣感知通路，不僅在基礎(chǔ)科學(xué)上有其價(jià)值，還有望帶來創(chuàng)新的療法。比如倘若能通過調(diào)控HIF-1通路，促進(jìn)紅細(xì)胞的生成，就有望治療貧血。而干擾HIF-1的降解，則能促進(jìn)血管生成，治療循環(huán)不良。

另一方面，由于腫瘤的生成離不開新生血管，如果我們能降解HIF-1α或相關(guān)蛋白（如HIF-2α），就有望對(duì)抗惡性腫瘤。

目前，已有類似的療法進(jìn)入了早期臨床試驗(yàn)階段。

總結(jié)來說，這三名科學(xué)家的發(fā)現(xiàn)在基礎(chǔ)研究和臨床應(yīng)用上，都有著重要價(jià)值。

對(duì)于生物感知氧氣通路的精妙揭示，更是彰顯了人類在挑戰(zhàn)未知上的智慧。我們?cè)俅巫ＹR這三名科學(xué)家。能夠獲得諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)，是對(duì)他們所做成就的最佳認(rèn)可！

今年其他熱門技術(shù)？

去年諾獎(jiǎng)生理學(xué)\醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)項(xiàng)頒給了癌癥免疫治療領(lǐng)域的兩位科學(xué)家。

而今年開獎(jiǎng)前，最熱門的當(dāng)屬基因編輯技術(shù)。

比如美國冷泉港實(shí)驗(yàn)室（CSHL）教授Jason Sheltzer就認(rèn)為，今年是時(shí)候讓基因編輯技術(shù)得獎(jiǎng)了，獲獎(jiǎng)?wù)邞?yīng)該包括美國加州大學(xué)伯克利分校的化學(xué)和分子生物學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)教授杜德納（Jennifer A。Doudna）。

杜德納是新型基因組編輯技術(shù)Crispr-Cas 9的發(fā)明人之一。她曾以通訊作者的身份撰文要求在世界范圍內(nèi)禁止使用該技術(shù)，給科學(xué)家、倫理學(xué)家和公眾以時(shí)間，充分理解圍繞這個(gè)科學(xué)突破的問題。

而湯森路透“引文桂冠獎(jiǎng)”首席分析師大衛(wèi)·彭德爾伯里（David Pendlebury），則在之前預(yù)測支持荷蘭烏得勒支大學(xué)分子遺傳學(xué)教授克里夫（Hans Clevers）獲獎(jiǎng)，因?yàn)槠鋵?duì)于Wnt信號(hào)通路的研究發(fā)現(xiàn)。

大衛(wèi)·彭德爾伯里自2002年以來就成功預(yù)測了多名諾獎(jiǎng)得主，他主要通過分析科學(xué)家所寫論文被引用的情況來做預(yù)測。

OMT：諾貝爾獎(jiǎng)小科普

諾貝爾獎(jiǎng)以瑞典著名化學(xué)家、硝化甘油炸藥發(fā)明人阿爾弗雷德?貝恩哈德?諾貝爾(1833-1896)的名字命名。

他于1895年立下遺囑，用巨額遺產(chǎn)設(shè)立獎(jiǎng)勵(lì)基金，把利息分成五份，每年頒給在物理學(xué)，化學(xué)，生理學(xué)或醫(yī)學(xué)，文學(xué)，及和平領(lǐng)域?qū)κ澜缬兄卮筘暙I(xiàn)的人士。

1901年五個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)首次頒獎(jiǎng)，1968年又增設(shè)諾貝爾經(jīng)濟(jì)學(xué)獎(jiǎng)，并于次年首次頒發(fā)。

百年間，諾貝爾基金會(huì)用這筆遺產(chǎn)投資所得利益支撐著諾貝爾獎(jiǎng)的運(yùn)作。評(píng)選委員會(huì)在每年10月宣布獲獎(jiǎng)?wù)?，然后?2月10日諾貝爾忌日舉行頒獎(jiǎng)儀式。

截至2017年，諾獎(jiǎng)評(píng)選委員會(huì)共發(fā)出六大獎(jiǎng)項(xiàng)585個(gè)，獲獎(jiǎng)人次達(dá)923次。

在這之中，生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)得主最多，有214人次，每五個(gè)諾獎(jiǎng)得主中就有一個(gè)獲生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。

諾獎(jiǎng)獎(jiǎng)金

1901年首次頒發(fā)諾貝爾獎(jiǎng)時(shí)，每項(xiàng)獲獎(jiǎng)?wù)吣塬@得150782瑞典克朗，按諾貝爾的遺囑中所愿，是“一個(gè)教授20年的工資”。

但此后，獎(jiǎng)金數(shù)額不斷波動(dòng)，獎(jiǎng)金也沒有逃過通貨膨脹的影響，其價(jià)值一度下降到原獎(jiǎng)金價(jià)值的30%。

直到1991年，獎(jiǎng)金金額飚升至600萬瑞典克朗，才與1901年的獎(jiǎng)金價(jià)值相當(dāng)。

此后十年獎(jiǎng)金金額連年上升。2001年漲至1000萬瑞典克朗，相當(dāng)于初始獎(jiǎng)金價(jià)值的144%。

然而，由于諾獎(jiǎng)基金會(huì)投資收益不佳，2012年獎(jiǎng)金縮水至800萬瑞典克朗，此金額保持到2016年。

2017年，獎(jiǎng)金回升到900萬瑞典克朗，相當(dāng)于原始獎(jiǎng)金價(jià)值的107%。

根據(jù)最新匯率，100瑞典克朗，相當(dāng)于78元人民幣。

2012年獲得諾貝爾文學(xué)獎(jiǎng)的中國籍作家莫言，當(dāng)時(shí)獎(jiǎng)金折合人民幣是750萬元。

當(dāng)然，諾貝爾獎(jiǎng)的意義，獎(jiǎng)金只是一種額外獎(jiǎng)賞。

獲得此獎(jiǎng)，無論何領(lǐng)域，都會(huì)被永久載入人類發(fā)展史冊(cè)。

讓我們期待接下來的獎(jiǎng)項(xiàng)揭曉。

原文傳送門：

— 完 —

關(guān)注量子位，第一時(shí)間獲知全球最前沿科技進(jìn)展。

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