本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定代表《大众科学》的观点
今年的诺贝尔生理学或医学奖——名副其实地授予了基础生理学方面的发现，这往往是该奖项名称中容易被忽视的后半部分。2013年的奖项表彰了对细胞如何利用简单的脂肪分子气泡（称为囊泡 [pdf]）安全地将蛋白质和激素从细胞内的一个隔间运输到另一个隔间，以及这些脂肪气泡如何进入和离开细胞的开创性研究。三位研究人员将分享800万瑞典克朗（125万美元）的奖金：耶鲁大学的詹姆斯·E·罗斯曼、加州大学伯克利分校的兰迪·W·谢克曼和斯坦福大学医学院的托马斯·C·祖德霍夫。
这种囊泡运输系统是神经细胞通过释放神经递质（如血清素和多巴胺）相互交流能力的核心，也是身体利用胰岛素激素调节血糖水平的能力的核心。肉毒杆菌和破伤风等毒素之所以致命，正是因为它们破坏了囊泡运输机制。
多年来，许多教科书上的图表给人一种印象，认为细胞就像充满水的气球，其中各种部分——如包含信息的细胞核和产生能量的线粒体——只是漂浮在其中。事实上，细胞是高度分隔的——这使得细胞内的分子通路能够更有效率地、以非常协调的方式发生。将原材料——以蛋白质或激素的形式——从细胞的一个部分移动到另一部分的整个过程都发生在运输气泡中。更具体地说，这些囊泡由脂肪分子膜组成，它包围着蛋白质或激素分子，防止它们在错误的时间或地点被释放。
关于支持科学新闻
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅，您正在帮助确保关于塑造我们当今世界的发现和想法的有影响力的故事的未来。
虽然囊泡本身早已被人们所知，但弄清楚运输系统是如何运作的并非易事。从 20 世纪 70 年代开始，兰迪·谢克曼研究了酵母细胞，发现他可以创造出囊泡在细胞中简单堆积——无处可去的突变细胞。然后，他确定了负责确保囊泡形成并到达它们需要去的地方的基因。
但这并没有解释这些脂肪气泡是如何将其货物释放到另一个隔间的。詹姆斯·罗斯曼在 20 世纪 80 年代开始研究这个问题。当时，许多研究人员认为，细胞需要保持完整才能研究这个过程，但罗斯曼实际上将细胞分解成碎片，并表明囊泡与另一个细胞隔间的膜融合甚至可以在这些碎片上发生。最终，他分离出囊泡外部的蛋白质，这些蛋白质附着在其他膜上，然后像拉链一样打开囊泡，释放出里面的内容物。
有趣的是，囊泡并非在它们附着到其细胞目的地表面后立即打开。托马斯·祖德霍夫负责发现和描述一种含钙传感器，该传感器会告诉囊泡何时释放其货物。
顺便说一下，詹姆斯·罗斯曼曾为《大众科学》撰写了关于这项研究的文章在1996年。
来自《大众科学》数字网站
>> 活细胞中的出芽囊泡, 作者：詹姆斯·E·罗斯曼和莱斯利·奥尔奇，1996 年 3 月
如果您有访问我们深度档案的机构权限，您可以找到罗斯曼的另外两篇文章
>>高尔基体的分隔组织 作者：詹姆斯·E·罗斯曼，1985 年 9 月
>>细胞膜的组装 作者：哈维·F·洛迪什，詹姆斯·E·罗斯曼，1979 年 1 月