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诺贝尔奖观察者的猜测季再次来临。周一上午,医学和生物学三个研究领域的声望卓著的拉斯克奖得主被公布,而所谓的“美国诺贝尔奖”通常预示着其欧洲同行的到来。根据拉斯克基金会的数据,86位拉斯克奖得主后来获得了诺贝尔奖,其中包括近三十年来的47位。
今年,森和俊 和 彼得·沃尔特 将因发现身体如何修复内质网细胞部分中形状不规则的蛋白质(否则会造成损害或疾病)而获得拉斯克奖。另一项拉斯克奖将颁给法国格勒诺布尔约瑟夫傅里叶大学的阿里姆·路易斯·贝纳比德,以及 马龙·德龙,他们是深部脑刺激技术的研究人员,这是一种减轻帕金森病某些症状的手术技术。玛丽-克莱尔·金 也将因其在医学科学和人权方面的贡献而获得拉斯克奖。她发现了BRCA1基因的基因位置和意义,该基因增加了遗传性乳腺癌的风险。她还开发了使用DNA帮助失踪人员与其家人团聚的技术。
今年的获奖者之一沃尔特与大众科学谈论了他的发现的重要性以及他对基础研究的热爱。
[以下是采访的编辑稿。]
大约三分之一的蛋白质在内质网中被修饰、折叠和组装。如果那里出现问题,会有什么后果?
内质网是蛋白质在分泌出细胞或嵌入质膜的途中所经过的中转站。
未折叠的蛋白质会对细胞造成压力,并且您可能会创造出将较少组装的蛋白质放入质膜中的情况。这不仅会损害膜的完整性,而且还会放入可能不再正常运作的机器。您现在拥有的细胞可能会不适当地发出信号,并变成可能对生物体构成危险的流氓细胞。细胞并没有这样做,而是试图建立平衡,然后在容量和需求之间建立平衡。如果无法实现这种平衡,细胞就会屈服于细胞凋亡——细胞死亡。例如,视网膜色素变性是一种遗传性蛋白质错误折叠疾病。蛋白质无法正确折叠;整个细胞因拥有错误折叠的蛋白质而感到沮丧,因此细胞会杀死自身。
是什么阻止了未折叠的蛋白质压倒系统?
细胞中有各种称为分子伴侣的机制,它们保护蛋白质免受过早相互作用,并与未折叠的蛋白质结合,使其保持可溶状态,直到它们能够正确成熟。我们站在巨人的肩膀上——帮助确定分子伴侣作用的工作几年前获得了拉斯克奖,而那些研究人员也站在其他人的肩膀上。
当您在1993年首次开始研究这个领域时,您希望发现什么??
我们想找到允许细胞的一个组成部分与另一个组成部分对话的分子机制。当时对正在发生的事情几乎一无所知。我们使用了酵母——一种在遗传上易于接近的系统——并提出了一个问题,即细胞的一部分如何知道另一部分中正在发生什么。这引导我们进入了发现模式。这是一个非常非常简单的问题——在开始时我们有简单的答案。然而,我们越深入,它就变得越复杂,也变得越美丽。单细胞生物的发现直接应用于人类生理学,我们从酵母中学到的一切几乎都适用于人类。
您在这些细胞中发现了什么?
我们发现了细胞具有正确折叠蛋白质的能力的机制,以及发生这种情况的途径。我们绘制了该途径的组成部分,一切都比我们预期的更令人兴奋。这基本上纯粹是出于好奇心。我们没有先入为主的观念,认为它最终会变得如此令人兴奋。
您是如何绘制出正在发生的事情的??
我们改造了酵母细胞,并将一种酶放入细胞中,该酶会产生颜色反应。因此,通常当蛋白质在细胞中折叠时,它们会变成蓝色,但突变细胞不允许该信号到达,并且它们不会改变颜色。这使我们能够绘制途径并理解它。
在这个领域中,还有哪些问题需要解答??
在每个层面都有许多许多问题。在机制层面,我们试图将该机制理解为酶和小分子机器,试图了解如何最好地操纵它们并稍微向一个方向或另一个方向推动它们。在另一个层面,我们在信号层面有多个分支,我们需要了解它们如何相互作用。在临床层面,我们需要了解我们可以在哪里干预或介入信号通路,以使患者受益。
您现在的研究重点是什么?
我们正在试图弄清楚细胞做出决定并决定是否需要杀死自身的分子途径。我们还在绘制该决策途径上的一些组成部分,并试图弄清楚如何以某种方式影响它们,并将它们放入疾病模型中,以便我们可以看到如何产生益处。我们正在研究如何筛选和分离影响该途径的小分子,并在动物模型中针对多种不同疾病对其进行测试。
拉斯克奖对这项研究有何意义??
我认为这对我们来说非常令人兴奋。我特别自豪的是,我们从基础研究兴趣开始,现在它已发展为临床相关性。我们之所以能走到今天,仅仅是因为纯粹的好奇心以及我们为这项基础研究获得的慷慨资助。在开始时,尚不清楚好处在哪里,并且我们在开始时没有提出任何转化应用。它们只是在我们了解了正在发生的事情之后才发展起来。在临床研究中强调基础好奇心对于推动我们的知识向前发展非常重要。这个奖项将以巨大的方式帮助实现这一目标——随之而来的宣传以及对人类健康的关注。
目前基础生物学和基础研究研究人员面临的最大挑战是什么?
我认为,目前的科研经费环境是,您必须在一开始就证明转化应用的合理性。好奇心不足以证明某些事情现在值得追求,并且我认为在某种程度上,这并不总是最有效的前进方式。
在当前环境下,您对对基础研究感兴趣的学生说些什么?
我的建议是要有耐心,并且钟摆会摆回来。您需要向公众宣传您的工作的重要性,并真正证明您正在做的事情的价值。我认为科学教育非常重要,公众需要了解这些发现是必不可少的。
您是否认为您的最初突破在可预见的未来会产生治疗应用?
我当然希望如此。我们与生物技术公司进行了非常积极的合作,以开发将影响这些途径的组件。他们正在对癌症和其他疾病进行所有测试。我希望其中一种能发展成一种有形的药物。例如,对于癌症来说,这是一种非常不同的方法,因为我们在这里关注的是每个细胞的途径。
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