2001-2008诺贝尔奖生理学或医学奖

2001年诺贝尔生理学或医学奖 发现了调控细胞周期的关键物质 利兰·哈特韦尔 Leland H. Hartwell 美国 哈钦森癌症研究中心 1939年— 蒂莫西·亨特 Tim Hunt 英国 英国帝国癌症研究基金会 1943年— 保罗·纳斯 Sir Paul M. Nurse 英国 英国帝国癌症研究基金会 1949年— 所有生物体都由通过分裂而增殖的细胞构成。一个成年人大约拥有100万亿个细胞，而这些细胞都源于一个受精卵细胞。同时，成年人机体中大量的细胞还通过不断的分裂产生新细胞，以取代那些死亡细胞。细胞必须长大到一定的程度，复制染色体，并把染色体准确地分给两个子细胞，然后细胞才能分裂。这些不同的进程成为细胞周期。荣获2001年诺贝尔生理学或医学奖的科学家做出了有关细胞周期的重要发现。他们识别出了所有真核生物中调节细胞周期的关键分子，真核生物包括酵母菌、植物、动物和人。这些基础的发现对细胞生长的所有方面都具有巨大的影响。细胞周期控制的缺陷会导致肿瘤细胞中的某种染色体改变。这些发现能让我们在今后很长的时间内创造治疗癌症的新方法。 哈特韦尔因为发现了控制细胞周期的一类特异基因而受奖。其中一个叫“启动器”的基因对控制每个细胞周期的初始阶段具有主要作用。哈特韦尔还引入了一个概念“检验点”，对于理解细胞周期很有帮助。纳斯用遗传学和分子学方法，识别克隆并描绘了细胞周期的一个关键调节物质CDK。他发现CDK的功能在进化中被很好的保存了下来。CDK是通过对其他蛋白质的化学修饰来驱动细胞周期的。亨特的贡献是发现了细胞周期蛋白（cyclin）——调节CDK功能的蛋白质。他发现细胞周期蛋白在每次细胞分裂中都周期性地降解，该机制被证明对控制细胞周期全程的重要性。 2002年诺贝尔生理学或医学奖 发现了“器官发育和细胞程序性死亡”的遗传调控机制 悉尼·布雷内 Sydney Brenner 英国 美国伯克利分子科学研究所 1927年— 罗伯特·霍维茨 H. Robert Horvitz 美国 美国麻省理工学院 1947年— 约翰·苏尔斯顿 John E. Sulston 英国 英国剑桥桑格中心 1942年— 英国科学家悉尼·布雷内，选择线虫作为新颖的实验生物模型，这种独特的方法使得基因能够和细胞的分裂、分化，以及器官的发育联系起来，并且能够通过显微镜追踪这一系列过程。美国科学家罗伯特·霍维茨，发现了线虫中控制细胞死亡的关键基因并描绘出了这些基因的特征。他揭示了这些基因怎样在细胞死亡过程中相互作用，并且证实了人体内也存在相应的基因。英国科学家约翰·苏尔斯顿的贡献在于找到了可以对细胞每一个分裂和分化过程进行跟踪的细胞图谱。他指出，细胞分化时会经历一种“程序性细胞死亡”的过程，他还确认了在细胞死亡过程中控制基因的最初变化情况。 2003年诺贝尔生理学或医学奖 表彰他们在核磁共振成像方面的发明 保罗·劳特布尔 Paul C. Lauterbur 美国 伊利诺伊大学厄本那－香槟分校 1929年—2007年 彼得·曼斯菲尔德 Peter Mansfield 英国 英国诺丁汉大学物理和天文学院 1933年— 核磁共振（MRI）主要被使用于研究物质的化学结构，再后来导致了MRI在医学上的应用。保罗·C·劳特布尔的发明是，把梯度概念引入磁场中，从而创造了一种可视的用其他技术手段却看不到的二维结构的图像。1973年，保罗描述了他怎样把梯度磁体添加到主磁体中，然后能看到沉浸在重水中的装有普通水的试管的交叉截面。除此之外没有其他图像技术可以在普通水与重水之间区分图像。彼得·曼斯菲尔德则利用磁场中的梯度更为精确地显示共振中的差异。他证明，如何有效而迅速地分析探测到的信号，并且把它们转化成图像。要使这种技术达到实用目的，曼斯菲尔德的这项研究是至关重要的一步。他同时证明，通过极其快速的梯度变化可以获得转瞬即逝的图像。这一技术终于在10年后的临床上获得了应用。 2003年诺贝尔化学奖 发现细胞膜水通道 发现细胞膜离子通道 阿格雷 Peter Agre 美国 约翰斯·霍普金斯大学医学院 1949年— 麦金农 Roderick MacKinnon 美国 洛克菲勒大学 1956年— 20世纪80年代中期，美国科学家彼得·阿格雷研究了不同的细胞膜蛋白，经过反复研究，他发现一种被称为水通道蛋白的细胞膜蛋白就是人们寻找已久的水通道。为了验证自己的发现，阿格雷把含有水通道蛋白的细胞和去除了这种蛋白的细胞进行了对比试验，结果前者能够吸水，后者不能。为进一步验证，他又制造了两种人造细胞膜，一种含有水通道蛋白，一种则不含这种蛋白。他将这两种人造细胞膜分别做成泡状物，然后放在水中，结果第一种泡状物吸收了很多水而膨胀，第二种则没有变化。这些充分说明水通道蛋白具有吸收水分子的功能，就是水通道。 2000年，阿格雷与其他研究人员一起公布了世界第一张水通道蛋白的高清晰度立体照片。照片揭示了这种蛋白的特殊结构只允许水分子通过。目前，科学家发现水通道蛋白广泛存在于动物、植物和微生物中，它的种类很多，仅人体内就有11种。它具有十分重要的功能，水通道的发现开辟了一个新的研究领域。 2004年诺贝尔生理学或医学奖 发现了气味受体及对嗅觉系统的组织方式进行了研究 理查德·阿克塞尔 Richard Axel 美国 哥伦比亚大学霍华德·休斯医学研究所 1946年— 琳达·巴克 Linda B. Buck 美国 美国弗雷德·哈钦森癌症研究中心 1947年— 人体能够分辨和记忆大约１万种不同的气味，但人具有这种能力的基本原理是什么？阿克塞尔和巴克发现，人的鼻腔细胞膜上分布着不同气味受体。人体基因总数中3%即大约1000个基因用于对气味受体细胞膜进行编码，以分辨不同的气味。而这些细胞与人体大脑有直接联系。气味受体被气味分子激活后，气味受体细胞就会产生电信号，传输到大脑特定区域，进而传至大脑其他区域，结合成特定模式。由此，人体能有意识地感受到丁香花等香味，并在另一个时候想起这种气味。两位科学家还发现，每个气味受体细胞会对有限的几种相关分子做出反应。绝大多数气味都由多种气体分子组成，其中每种气体分子会激活相应的多个气味受体，进而与大脑其他区域的信号传递并组合成一定的气味模式。尽管气味受体只有大约1000种，但它们可以产生大量的组合，形成大量气味模式，这也就是人们能够辨别和记忆大约１万种不同气味的基础。 2004年诺贝尔化学奖 发现泛素调节的蛋白质降解 切哈诺沃 Aaron Ciechanover 以色列 以色列理工学院 1947年— 赫什科 Avram Hershko 以色列 以色列理工学院 1937年— 罗斯 Irwin Rose 美国 加州大学 1926年— 以色列科学家阿龙·西查诺瓦、阿弗拉姆·赫尔什科和美国科学家伊尔温·罗斯经过多年研究，找到了人体细胞控制和调节某种人体蛋白质数量多少的方法。他们发现，人体细胞通过给无用蛋白质“贴标签”的方法，帮助人体将那些被贴上标记的蛋白质进行“废物处理”，使它们自行破裂、自动消亡。 三位科学家的科学新发现，使人们可以在分子水平上理解如下一些人体化学现象成为可能：诸如细胞循环、DNA修复、人类基因转移和最新产生的人体蛋白质数量如何控制等，这些化学现象都是非常重要的生物化学程序。他们所认识到的人体蛋白质的死亡形式，可帮助人们解释人体免疫系统的化学工作原理。人们还可以因此认识到：如果人体细胞的蛋白质处理过程发生故障，包括一些癌症在内的各种人体疾病就会紧跟着出现过去，人们对细胞如何控制某些蛋白质的合成过程给予过极大关注，这方面的研究成果也不胜枚举，仅这一领域内的诺贝尔奖已经颁发过五次了。 2005年诺贝尔生理学或医学奖 发现了导致胃炎和胃溃疡的幽门螺杆菌 巴里·马歇尔 Barry J. Marshall 澳大利亚 西澳大利亚大学 1951年— 罗宾·沃伦 J. Robin Warren 澳大利亚 澳大利亚佩斯 1937年— 1979年4月，澳大利亚珀斯皇家医院42岁的研究人员沃伦在一份胃黏膜活体标本中，意外地发现一条奇怪的蓝线，他用高倍显微镜观察，发现是无数细菌紧粘着胃上皮。也许他当时没有意识到，这是一项能够在2005年获得诺贝尔生理学或医学奖的重大发现。沃伦把自己的发现拿给同事们看，但同事们都说看不到。这让沃伦十分气恼。于是他尝试着对切片进行了染色处理，结果细菌清晰可见，而且数量比预想的更多。接下来，沃伦继续在其他活体标本中寻找这种细菌。由于这种细菌总是出现在慢性胃炎标本中，沃伦意识到，这种细菌和慢性胃炎等疾病可能有密切关系。1981年，一位名叫巴里·马歇尔的年轻人出现在沃伦面前。马歇尔当时是珀斯皇家医院的消化科医生，他有些偶然地到沃伦的课题组寻找机会。不过，马歇尔最初对沃伦的工作不感兴趣。但碍于情面，马歇尔为沃伦提供了一些胃黏膜活体样本，并进行了相关试验。但他惊讶地发现，沃伦坚持的观点是正确的。由此，马歇尔对这种不知名的细菌表现出极大兴趣，并全身心投入到研究中。为了获得这种细菌致病的证据，马歇尔和一位名叫莫里斯的医生，甚至自愿进行人体试验。他们在服食培养的细菌后，都发生了胃炎。虽然马歇尔很快就痊愈了，但莫里斯则费了好几年时间才治好。接下来，沃伦和马歇尔又用内窥镜对100例肠胃病病人进行研究。他们发现，所有十二指肠溃疡病人胃内都有这种细菌。英国权威医学期刊《柳叶刀》报道其成果后，全世界掀起了一股研究热潮。沃伦和马歇尔发现的这种细菌被定名为幽门螺杆菌。 2006年诺贝尔生理学或医学奖 发现了RNA干扰——利用双链RNA进行基因沉默 安德鲁·菲尔 Andrew Z. Fire 美国 斯坦福医学院 1959年— 克雷格·梅洛 Craig C. Mello 美国 麻省医学院 1960年— 美国科学家菲尔和梅洛发现了一个有关控制基因信息的关键机制。人们的基因组通过从细胞核里的DNA向蛋白质的合成机制发出生产蛋白质的指令运作，这些指令通过mRNA传送。他们发现一种可以从特定基因降解mRNA的方式，在这种RNA干扰现象中，双链RNA以一种非常明确的方式抑制了基因表达。 植物、动物、人类都存在RNA干扰现象，这对于基因表达的管理、参与对病毒感染的防护及控制活跃基因具有重要意义。RNA干扰已经作为一种强大的“基因沉默”技术而出现。这项技术被用于全球的实验室来确定各种病症中哪种基因起到了重要作用。RNA干扰作为研究基因运行的一种研究方法已被广泛应用于基础科学，它可能在将来产生新的治疗方法。 2006年诺贝尔化学奖 研究了真核转录过程中的分子基础 科恩伯格 Roger D. Kornberg 美国 斯坦福大学 1947年— 科恩伯格揭示了真核生物体内的细胞如何利用基因内存储的信息生产蛋白质，而理解这一点具有医学上的“基础性”作用，因为人类的多种疾病如癌症、心脏病等都与这一过程发生紊乱有关。 2007年诺贝尔生理学或医学奖 在胚胎干细胞中修饰小鼠特定基因中做出重大发现 马里奥·卡佩西 Mario R. Capecchi 美国 美国犹他大学医学院 1937年— 马丁·伊文思 Sir Martin J. Evans 英国 英国卡迪夫大学医学院 1941年— 奥利弗·史密西斯 Oliver Smithies 美国 北卡罗莱纳大学医学院 1925年— 在“基因靶向”技术的帮助下，科学家可以使小鼠体内的特定基因丧失功能。此类“基因敲除”试验可以帮助人们了解基因在胚胎发育等多种现象中发挥何种作用。“基因靶向”技术为阐明人类疾病的发生机理方面发挥了至关重要的作用。卡佩西因在“基因靶向”技术的研究上做出了开创性工作而成名。史密西斯一开始主要进行胰岛素的研究工作，后转入分子生物学领域。在差不多60岁时，他开发出了可关闭活体内特定基因的技术。史密西斯和卡佩西几乎同时对“基因靶向”技术做出了奠基性贡献，这一技术使得科学家能培育出拥有特定变异基因的小鼠。伊文思和同事从小鼠胚胎中第一次成功分离出未分化的胚胎干细胞。这为“基因靶向”技术提供了施展本领的空间。 2008年诺贝尔生理学或医学奖 发现人乳头状瘤病毒 哈拉尔德·楚尔·豪森 Harald zur Hausen 德国 德国癌症研究中心 1936年— 发现艾滋病病毒 弗朗索瓦丝·巴尔−西诺西 Francoise Barre-Sinoussi 法国 法国巴斯德研究中心 1947年— 吕克·蒙塔尼 Luc Montagnier 法国 世界艾滋病研究与防治基金会 1932年— 豪森36岁担任德国埃朗根−纽伦堡大学病毒学教授，并开始研究人乳头状瘤病毒（HPV）等病毒与宫颈癌之间的关系。他用了十多年时间终于发现某些类型的HPV就是宫颈癌的病原体，这一发现为开发出宫颈癌疫苗打下了基础。巴尔−西诺西是近年来少有的诺贝尔科学奖女性获得者之一，以研究艾滋病病毒而闻名，是1983年发现艾滋病病毒的论文作者之一。蒙塔尼也是艾滋病病毒发现者之一，他现任职于世界艾滋病研究与防治基金会，主要致力于寻找艾滋病疫苗和疗法。 2008年诺贝尔化学奖 发现和修饰绿色荧光蛋白（GFP） 下村修 Osamu Shimomura 美国 波士顿大学医学院 1928年— 查尔菲 Martin Chalfie 美国 哥伦比亚大学 1947年— 钱永健 Roger Y. Tsien 美国 加州大学圣地亚哥分校 1952年— 下村修1962年在北美西海岸的水母中首次发现了一种在紫外线下发出绿色荧光的蛋白质，即绿色荧光蛋白。随后，查尔菲在利用绿色荧光蛋白做生物示踪分子方面做出了贡献；钱永健让科学界更全面地理解绿色荧光蛋白的发光机理，他还拓展了绿色以外的其他颜色荧光蛋白，为同时追踪多种生物细胞变化的研究奠定了基础。绿色荧光蛋白是研究当代生物学的重要工具，借助这一“指路标”，科学家们已经研究出监控脑神经细胞生长过程的方法，这些在以前都是不可能实现的