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新科诺奖颁给它,氧气感应机制决定生命如何“向死而生”

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  图为10月7日在瑞典斯德哥尔摩的卡罗琳医学院拍摄的2019年诺贝尔生理学或医学奖宣布现场。新华社记者 郑焕松摄

  记者 张佳星

  10月7日,2019年诺贝尔生理学或医学奖揭晓,威廉·凯林、彼得·拉特克利夫、格雷格·塞门扎有日后发现了氧气感知通路(生命体对缺氧和富氧做出不同反应的分子机制)而获奖。

  “非要想到今天颁发的诺贝尔奖会授予氧气感知机制的发现,它是非常基础的研究,非要明确的应用转化,但又可不可不可不能能衍生出好多好多 应用转化。”10月7日,清华大学生命科学些院教授杨茂君对科技日报记者表示,这启示我国学者越是基础的研究越有有日后获得诺奖。

  “这是一项很伟大的发现,细胞对氧气的响应对于生命的安危非常重要。”武汉大学中南医院研究助理教授姬燕晓表示,面临缺氧的生死威胁时,它给了机体“向死而生”的有日后。

  基础研究往往是枯燥、乏味、令人望而生畏的,这次的新科诺奖将向大众普及六个时要人吐血记忆的专业词汇:缺氧诱导因子(HIF)、希佩尔-林道(VHL,von Hippel-Lindau)基因、促红细胞生成素(EPO)。

  体内的HIF时刻在产生,保障生命安全

  当机体感受到氧气供应过高 时,HIF就好像一杯醒脑咖啡,激活体内基因的转录,使得机体打起“十二万分精神”应对低氧环境,比如召唤来EPO,要求红细胞前来增援。

  正是研究缺氧如保引起EPO产生,把拉特克利夫和塞门扎引向了HIF的发现,以及整个氧气感知通路的完善。

  “但着实,即便是不缺氧的状况下,你的体内后会HIF在不断产生。”姬燕晓说,它并后会在缺氧的日后 才产生,而是缺氧的日后 才富集。

  正常状况下,HIF一方面不断产生,其他人面不断降解。这着实是非常浪费资源的,和珍命系统中集约的精神不太一致,一般状况下,蛋白质生命活动的大分子是时要时才出显 。这说明HIF在机体里非常重要,不容有一刻供应不上。

  HIF的重要性还体现在它的极速富集带宽上。“一旦机体意识到缺氧,比如脑梗、心脏缺血等,HIF会很慢在细胞里积累,只时要4—5分钟就不能达到很高的浓度。”姬燕晓说,这说明在正常状况下,它的产生和降解带宽都非常快。

  在HIF不被时要的日后 ,它的有另4个 亚基(HIF-1α)会被泛素化降解,使它无法成形。也而是说,泛素连接酶会过来给它打上有另4个 “处里”的标签,随即便被拉到细胞中有另4个 名为“蛋白酶体”的细胞器中降解。

  但后会例外,VHL病人有日后VHL蛋白的缺失,好多好多 富氧时不应表达的基因依旧在表达,这说明HIF非要被成功降解。凯林经研究证实VHL蛋白决定HIF-1(HIF家族成员之一)否有会被降解。

  巧妙调节HIF,让危重病人渡过难关

  “在临床实践中,我们都 可不可不可不能能通过上调HIF的水平,帮助心肌梗死有日后脑缺血患者在缺血时渡过难关。”姬燕晓说,上调HIF的手段是从事医学研究学者孜孜以求的。

  这类中国医学科学院阜外医院心血管内科教授唐熠达此前在《肝脏病学》上发表的相关论文显示,研究团队发现了并也有因子可不可不可不能能将降解时HIF转过身的“处里”标签再加,使得HIF有日后得非要降解而富集,进而保护肝脏缺血再灌注的损伤。团队选择了MCPIP1-HIF-1α轴作为有另4个 重要的途径,并认为有日后是肝脏缺血再灌注损伤干预的良好靶点。

  “对于癌症,则时要探索下调HIF的救治方案。有日后其他肿瘤的生长,它往往会聚成一团的肿瘤,內部是并也有缺氧的条件,你是什么日后 HIF在肿瘤里的含量就会上升,帮助肿瘤生存。”姬燕晓说。有日后肿瘤的生成离不开新生血管,有日后有益于降解HIF-1α或相关蛋白(如HIF-2α),后会望对抗恶性肿瘤。目前,已有这类的疗法进入了早期临床试验阶段。

  对于正常人而言,氧气的利用带宽决定生命质量

  “高等生物都进行有氧代谢获取能量,生命的过程是将食物转变成能量,并把氧气转变为水。”杨茂君说,人类好多好多 疾病的产生后会有日后氧气的利用带宽不高造成的。发现人体内的氧气感知通路,不仅意味着发现了有另4个 机体自带的保护机制,还意味着获得了调控氧气利用率的钥匙。

  氧气利用率决定着生命的质量,在体内氧气的利用是很长的每根上下游通路。“絮状的氧气参和珍命活动是在细胞线粒体内的呼吸链上,这可不可不可不能能是感知系统的下游。我们都 也在线粒体呼吸链中发现了缺氧状况下关键蛋白质表达变化。”杨茂君说,有日后氧气的过高 将带动机体內部有另4个 很大网络的变化,而有效的应对、处里缺氧状况的损伤是有另4个 系统的工作。

  “这类,老年痴呆症的处于很大程度上有日后氧气利用带宽不高。有日后,利用氧气进行充分的有氧代谢,对于健康人群来说,是非常有益的。”杨茂君表示,此次诺奖的授予也将启示我们都 正确认识健康的本质。