16年諾獎回顧：熱愛酵母的大隅良典與細胞自噬的故事

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原文以Medicine Nobel for research on how cells eat themselves 為標題

發布在2016年10月3日的《自然》新聞上

原文作者：Richard van Noorden 和 Heidi Leidford

日本科學家大隅良典在因為細胞自噬方面的研究工作獲得了嘉獎。

2016年諾貝爾生理學或醫學獎的獲得者，大隅良典。

Tokyo Institute of Technology/Reuters

2016年的諾貝爾生理學或醫學獎頒發給了分子生物學家大隅良典，以表彰他在細胞自噬領域的貢獻。細胞自噬指的是細胞降解回收自身組成部分的過程。

71歲的大隅良典是東京工業大學橫濱校區的教授，上世紀九十年代，他在實驗中使用釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）識別出了控制細胞自噬的基因。這一機制同樣存在於人類細胞中，有時和遺傳疾病相關。

「他是一位非常謙虛的酵母遺傳學家，可以說他顛覆了這一領域，」Sharon Tooze表示；她是英國弗朗西斯·克里克研究所的一位細胞生物學家，「他對這個奇怪的通路很有興趣，事實證明，這個通路在醫學中非常重要。」

「自噬」（autophagy）這個詞來自希臘語中的「自食」，1963年比利時生物化學家Christian de Duve發明了這一術語，他發現，細胞成分會在一個被他稱為溶酶體的細胞器中降解。現在，生物學家已經了解到這一過程對活細胞而言是至關重要的。

「沒有自噬，我們的細胞就無法存活，」瑞典卡羅林斯卡醫學院的生理學家Juleen Zierath表示，她是諾貝爾生理學或醫學獎評選委員會的成員之一。細胞挨餓時，可以消耗自己的蛋白質來獲取能量。這種降解作用還可以被用於清除受損的蛋白質和細胞器——有效地更新細胞、清理廢物，也能抵禦入侵的細菌和病毒。

無人問津的領域

Tooze說，大隅良典是在博士後階段開始研究酵母的，在主要研究項目停滯不前時，他將酵母DNA複製作為自己的研究副業。在1988年大隅良典剛開始研究細胞自噬時，「細胞自噬基本是個無人問津的研究主題，」瑞士巴塞爾大學的生物化學家Michael Hall表示，「人們基本認為它是細胞的廢物處理系統，只是在大規模降解廢物，沒什麼特異之處。」

大隅良典在2012年12月接受東京工業大學網站的採訪時表示，他的研究發現始於對微生物的熱愛。「我們可以藉助酵母，回答有關生命本質最基本、最重要的問題，」他補充道。

攝於東京工業大學的大隅良典與酵母細胞顯微鏡照片，他在酵母細胞中發現了細胞自噬機制。

Akiko Matsushita/Kyodo News via AP

隨後，大隅良典率先對酵母進行遺傳篩選，識別除了自噬通路所涉及的基因。但生物學家在多年後才認識到了這一機制對於生理學和疾病的意義。

1999年，Beth Levine（現就職於美國德州大學達拉斯西南醫學中心）與她的同事報告稱，一種哺乳動物自噬基因能抑制腫瘤生長。自此，研究者對這一領域的興趣突飛猛進。這一發現促使了人們進一步探索自噬在癌症中的作用。

迄今為止，人們已經發現自噬異常與帕金森症、II型糖尿病以及其它疾病存在聯繫，人們正在開發能影響這一過程的藥物。

Hall表示，現在，研究者對細胞自噬在癌症中的複雜作用有了更加詳細的認識：這一過程似乎會在早期抑制腫瘤生長，但也會在腫瘤擴散後助推其生長。

獨攬諾獎

大隅良典獲得了800萬瑞典克朗（約合630萬人民幣）的諾貝爾獎獎金；他還曾因在細胞自噬領域做出的貢獻，獲得了2012年的京都獎基礎科學獎，獎金為5000萬日元（約合420萬人民幣）。

一些其他科學家也在這一領域做出過重要貢獻，並且曾被認為有可能分享諾貝爾獎。舉例來說，德國哥廷根大學醫學中心的生物化學家Michael Thumm，還有密歇根大學安娜堡分校的細胞生物學家Daniel Klionsky也發現了自噬基因。

「如果諾獎只能頒給一個人，那麼非大隅良典莫屬，」Hall表示，「但如果能加進其他人也會是不錯的選擇。」

與大隅良典合作了十年的東京工業大學生物學家中戸川仁表示，在過去的幾年裡，已經有很多人猜大隅良典會得諾獎，記者經常出現在學校里要求採訪大隅良典。 當同事們在正式公布前兩個小時聽到大隅良典獲獎的消息後，他們一起聚在在大隅良典的實驗室里慶祝。中戸川仁說：「他一個人贏了，我們都在說他真厲害。

中戸川仁補充說：「大隅良典從來不忽視任何細節，哪怕是在最普通的實驗中。 「他做研究不追求結果的實用性，不追求一定要取得重大突破，不追求這項研究結果是否能帶來更多的資金。 他只是跟隨著他的好奇心做實驗。」

Naturedoi:10.1038/nature.2016.20721

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