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关于细胞自噬的一项突破性的实验的介绍

2022.3.21

  2016年 诺贝尔生理学或医学奖得主 大隅良典曾经活跃于多个研究领域,但自从1988年建立了自己的实验室之后,他就主要研究蛋白质在液泡中降解的过程了。液泡也是一种细胞器,它在酵母中的地位和人体中溶酶体的地位类似。酵母细胞相对更容易进行研究,因而常被用作人类细胞的模型;寻那些在复杂细胞通路中发挥重要作用的基因时,酵母特别有用。但大隅面临着一个重大挑战:酵母细胞很小,在显微镜下不容易看清它的内部结构,因此他起初都无法确定自噬现象是否也会发生在酵母细胞中。大隅推论,如果他能在自噬行为发生的时候阻断液泡中蛋白质分解的过程,那么自噬体将在液泡中累积,从而在显微镜下可见。因此,他培育出因突变而缺乏液泡降解酶的酵母细胞,并通过使细胞饥饿激发自噬。

  实验结果非常惊人!几个小时内,液泡中就充满了细小的、未被降解的囊泡(见图2),这些囊泡就是自噬体。大隅的实验证明酵母细胞中也存在自噬现象,然而更重要的是,他发现了一种方法,能够识别和鉴定涉及这些过程的关键基因。这是一项重大的突破,大隅在1992年发表了实验结果。

  在酵母细胞中,有一个大型结构叫做液泡,对应哺乳动物细胞中的溶酶体。大隅培养出缺乏液泡降解酶的酵母,当这些酵母细胞饥饿的时候,自噬体就会在液泡中迅速累积。他的实验证明了自噬现象也存在于酵母细胞中。接下来,大隅研究了上千种酵母细胞的突变型,识别出15种和自噬有关的关键基因。

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