关于端粒的研究为3位美国遗传学家赢得诺贝尔生理学或医学奖 [更新]

伊丽莎白·布莱克本、卡罗尔·格雷德和杰克·绍斯塔克因其对端粒(染色体的关键组成部分)和相关酶端粒酶的研究而获得认可


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2009年诺贝尔生理学或医学奖将授予三位发现端粒(保护染色体末端的遗传密码)和端粒酶(协助此过程的酶)的美国人,这些发现对于癌症、衰老和干细胞的研究非常重要。

今天上午在斯德哥尔摩宣布,三位遗传学家——加州大学旧金山分校生物学和生理学教授伊丽莎白·布莱克本、约翰·霍普金斯大学医学院分子生物学和遗传学系教授卡罗尔·格雷德以及马萨诸塞州综合医院遗传学教授杰克·绍斯塔克(他们都是《大众科学》杂志的前作者)将分享1000万瑞典克朗(约140万美元)的奖金,以及随之而来的声望和荣誉。

他们因这项工作而获奖,这项工作阐明了DNA复制过程的关键方面。当遗传物质在细胞分裂期间从染色体复制时,整个DNA链必须从头到尾复制,否则,部分遗传信息将会丢失。在20世纪80年代之前,染色体如何能够可靠地完整复制,而不会在每条链的末端遗漏片段,这仍然是一个谜。今年的获奖者的工作表明,如果端粒末端帽的部分缺失,DNA最终会在复制过程中被缩短和切断。

布莱克本和绍斯塔克分别研究染色体末端和小染色体,他们在1980年的一次会议上相遇,之后开始合作。两年后,他们在发表在《细胞》杂志上的一篇论文中证明,端粒序列可以被分离出来,插入到另一个生物体中,并且仍然具有相同的功能。格雷德与布莱克本合作,于1989年在发表在《自然》杂志上的一篇论文中帮助鉴定了基于RNA的端粒酶——产生关键端粒的酶。(《大众科学》是自然出版集团的一部分。)

此后,这些发现已被应用于衰老、干细胞和癌症的研究。布莱克本和绍斯塔克的早期研究表明,如果端粒缩短,会导致酵母(以及后来的**人体细胞**)的细胞分裂减慢和过早衰老。自早期发现以来,还发现缺陷端粒在某些形式的遗传性贫血中起作用,因为它们影响骨髓干细胞的分裂。癌症也可能部分是端粒功能障碍的疾病。鉴于癌细胞的快速分裂速度,它们已成为端粒研究的最新目标。利用这项新知识的治疗方法正在进行临床试验——诺贝尔委员会指出,相关数据仍未公布。 

虽然与这项研究相关的发现已经在癌症研究领域(以及衰老领域)引起了很多兴奋,但颁奖者指出,仍有许多研究工作要做。  “现在,弄清楚什么是真实的,什么是机制,什么是统计噪声将非常重要,”卡罗林斯卡学院心脏病学教授、诺贝尔奖委员会成员戈兰·汉森在新闻发布会上说。

对于研究人员来说,早期的许多发现都是由对染色体和DNA复制工作原理的普遍好奇心驱动的。“当我们开始这项工作时,我们不知道端粒酶会与癌症有关,但只是好奇染色体是如何保持完整的,”格雷德在2006年因部分相同研究获得拉斯克奖后的一份声明中说。“我们的方法表明,虽然你可以进行研究,试图回答关于疾病的具体问题,但你也可以只是跟着感觉走。”

杰里米·伯格,美国国家普通医学科学研究所所长,很高兴看到一项基础研究被选中获奖。他称之为“好奇心驱动过程的绝佳例子”。他说,端粒研究的入选对该领域的许多人来说并不意外,因为这项研究“一直在自身力量的推动下稳步前进……[而且]每个人都知道它有多重要”。“然而,关于端粒和相关端粒酶的工作原理,除了正在进行的临床试验的结果外,还有一些重大问题仍然需要解答。伯格指出,例如,从进化论的角度来看,端粒酶与逆转录病毒和活的无端粒敲除小鼠中的逆转录酶之间的相似性值得进一步研究。

这是该奖项108年历史上首次在一年内有多位女性获得医学奖。只有另外八位女性获得过医学诺贝尔奖。去年的诺贝尔生理学或医学奖由哈拉尔德·楚尔·豪森(因其发现HPV(人乳头瘤病毒)与宫颈癌之间联系的工作)和弗朗索瓦丝·巴尔-西诺西和吕克·蒙塔尼耶(因其共同发现HIV(人类免疫缺陷病毒))共同获得。

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