陪跑三年,他终于获得了诺贝尔奖

【字体: www.ebiotrade.com 时间:2016年10月8日 来源:生物通

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  2013年汤森路透的年度“引文桂冠奖”就已经预测了细胞自噬,当时提出了三位科学家,其中也包括了东京工业大学的Ohsumi,但是为何今年只有他一人独得诺贝尔生理或医学奖呢?

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生物通报道:北京时间10月3日,2016年诺贝尔生理学或医学奖揭晓,日本科学家大隅良典(Yoshinori Ohsumi)由于其在细胞自噬机制研究中取得的成就而获得该项殊荣。

细胞自噬其实本来也是近年来的热点,特别是这两三年来不断有媒体或个人强调这一研究领域的重要性。不过对于上过细胞生物学这门课的同学们来说,细胞凋亡这个名词更为亲切,2002年细胞凋亡就已经获得了诺贝尔生理或医学奖,时隔14年,细胞自噬也获得了诺贝尔生理或医学奖,不得不说是这种基本机制确实是解析人体细胞机制的关键所在。

2013年汤森路透的年度“引文桂冠奖”就已经预测了细胞自噬,当时提出了三位科学家(2015诺贝尔奖预测之三:细胞自噬可能上榜吗?),其中也包括了东京工业大学的Ohsumi,但是为何今年只有他一人独得诺贝尔生理或医学奖呢?

Ohsumi早年出生于日本福冈,1974 年从东京大学获得博士学位。曾在洛克菲勒大学工作。其后应东大教授安乐泰宏的邀请返回日本。1977-1988 年在东京大学任职。2004 担任综合研究大学院大学生命科学科兼任教授,2009 年退休后或名誉教授称号。同年任东京工业大学综合研究院特聘教授。

在他的学术生涯中,很关键的一个事件就是上个世纪90年代初,Ohsumi在一系列实验中,巧妙地利用面包酵母(baker's yeast)找到了细胞自噬所需的基因。

当时Ohsumi的设想其实很简单:在光学显微镜下能够检测到液泡,而且它已经被认为是细胞中的垃圾桶,在那里蛋白降解会发生。因此他认为正在经历大量降解的细胞中,观察到它的液泡发生形态变化将是比较容易的。

但酵母细胞很小,内部结构在显微镜下很难区分,为此他培养了缺乏液泡降解酶的酵母细胞——细胞分化过程需要大量的蛋白降解。Ohsumi研究液泡蛋白酶缺陷的酵母细胞突变体(氮缺乏的条件下,这些突变体不能够像正常的细胞那样形成孢子),通过这样来看看是否能够观察到液泡结构发生任何改变。

1991年,Ohsumi的一位研究生发现首个自噬缺陷性的突变体,他们将之命名为apg1-1,如今被称为atg1,这也就是参与这一工程的关键基因了。

今年Ohsumi已经71岁了,但他依然活跃在自噬研究领域中,今年7月,其研究组在Developmental Cell杂志上发文,介绍了包含Atg13在内的自噬起始复合物分子组装结构。这可以说是一项结构生物学的成果,主要意义在于进一步阐述了Atg系列分子的复杂装配过程。

除此之外,一些新研究也在扩展着自噬的概念,如线粒体自噬(mitophagy),今年一家生命科学公司与瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)合作,发现了存在于石榴和其他一些水果和坚果中的一类化合物鞣花单宁的天然代谢物在线粒体自噬中扮演的重要作用。石榴的抗衰老机制

生物通:张迪)

原文摘要:

The Intrinsically Disordered Protein Atg13 Mediates Supramolecular Assembly of Autophagy Initiation Complexes

Autophagosome formation in yeast entails starvation-induced assembly of the pre-autophagosomal structure (PAS), in which multiple Atg1 complexes (composed of Atg1, Atg13, and the Atg17-Atg29-Atg31 subcomplex) are initially engaged. However, the molecular mechanisms underlying the multimeric assembly of these complexes remain unclear. Using structural and biological techniques, we herein demonstrate that Atg13 has a large intrinsically disordered region (IDR) and interacts with two distinct Atg17 molecules using two binding regions in the IDR. We further reveal that these two binding regions are essential not only for Atg1 complex assembly in vitro, but also for PAS organization in vivo. These findings underscore the structural and functional significance of the IDR of Atg13 in autophagy initiation: Atg13 provides intercomplex linkages between Atg17-Atg29-Atg31 complexes, thereby leading to supramolecular self-assembly of Atg1 complexes, in turn accelerating the initial events of autophagy, including autophosphorylation of Atg1, recruitment of Atg9 vesicles, and phosphorylation of Atg9 by Atg1.

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