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近20年获得诺贝尔奖的微生物学家,曾经的得主也投身新冠研究

04-08 互联网 未知 投稿

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1、近20年获得诺贝尔奖的微生物学家:诺贝尔生理学或医学奖揭晓!特殊之年,曾经的得主也投身新冠研究

中新网10月5日电 (董寒阳 甘甜)北京时间10月5日下午,2020年诺贝尔生理学或医学奖获奖人名单率先被揭晓:哈维·阿尔特(Harvey J. Alter)、迈克尔·霍顿(Michael Houghton)和查尔斯·赖斯(Charles M. Rice)共同获得这一奖项,以表彰他们在“发现丙型肝炎病毒”方面作出的贡献。

近20年获得诺贝尔奖的微生物学家,曾经的得主也投身新冠研究

图片来源:诺贝尔奖社交媒体账号。

据介绍,三位获奖者取得了开创性发现,鉴定出一种新型病毒——丙型肝炎病毒,使血液检测和新药物研发成为可能,拯救了数百万人的生命。

由此,2020年“诺奖周”正式开跑。作为最具权威的医学奖项之一,诺贝尔生理学或医学奖的研究成果,深刻影响着社会发展,也一次次见证了人类对各类疾病的不懈战斗,对生命奥秘的不息探索。

步履不停,诺奖得主投身新冠研究

多年来,诺贝尔生理学或医学奖得主潜心研究,不断探索,对抗疾病和死亡。在新冠疫情肆虐的当下,他们亦未停下“战斗”。

早在新冠疫情初期,2019年诺奖得主、美国科学家罗斯巴什就与多名科学家成立研究小组,并发布建议报告,内容涉及安全恢复经济等。1996年诺奖得主、澳大利亚免疫学家多尔蒂研究院旗下的实验室则成为除中国外,全球首个培育出新冠病毒的实验室,这一成果对于帮助科研人员检验新冠疫苗是否有效“至关重要”。

而当美国国家卫生研究院停止资助从事冠状病毒传播研究的、曾与中国科研机构开展合作的非政府组织“生态健康联盟”时,包括诺贝尔生理学或医学奖得主在内的77名美国诺奖得主,更是站出来联名抗议,要求其采取适当措施,纠正这种不公正行为。

“我们生活在同一个地球,疫情面前,没有人是一座孤岛。”多尔蒂多次呼吁全球团结抗疫。

近20年获得诺贝尔奖的微生物学家,曾经的得主也投身新冠研究

资料图:当地时间2015年12月10日,瑞典斯德哥尔摩,诺贝尔生理学或医学奖得主屠呦呦领奖。

2015年诺贝尔生理学或医学奖得主、中国科学家屠呦呦也说,在全球化时代,人类的命运是共通的,呼吁全球科研和医务工作者以开放的态度和合作的精神,投入到传染病防治中去。

百年奖项,记录对抗传染病的“战斗史”

自诺贝尔生理学或医学奖于1901年首次颁发至今,在其获奖名单中,似乎能发现一部人类与传染病的“战斗史”。疟疾的治疗方法是什么?如何降低肺结核死亡率?乙肝疫苗是谁发现的?诺奖得主在其中的贡献,不可小觑。

抗疟领域的研究,如同与疟原虫夺命速度的赛跑。2018年,有40.5万人因疟疾死亡,直至今日,它仍是非洲儿童主要的死因。

不过,科学家们研究的脚步从未停下,该领域已产生了多个诺贝尔奖。英国医生罗斯凭借证明按蚊是疟疾的传播媒介,获得1902年诺贝尔奖;法国医生拉韦朗因发现疟原虫,获得1907年诺贝尔奖……

近20年获得诺贝尔奖的微生物学家,曾经的得主也投身新冠研究

资料图:9月11日,布基纳法索,社区志愿者正在检测孩童是否营养不良,并对其进行疟疾治疗。

最为中国人熟知的,是中国科学家屠呦呦因从中药中分离出抗疟药物青蒿素,获得2015年诺贝尔奖,以此为基础的疟疾疗法,拯救了数百万人的生命。

肺结核,是一个古老的、令人闻之色变的“白色瘟疫”。1952年的大奖花落美国微生物学家瓦克斯曼,他发明的链霉素成功“征服”肺结核,使美国1904年以前,每10万肺结核患者死亡188人的比率,下降到1953年每10万患者死亡4人。

1976年的获奖者,则是乙肝病毒的发现者、首个乙肝疫苗研发者布隆伯格。他推动了人类对乙型肝炎这一“沉默杀手”的研究与控制。如今,全球已有超过180个国家实施乙肝疫苗免疫接种,布隆伯格也因此被称为“拯救肝癌病人最多的专家”。

不变坚持,跨越时间考验的科学梦

对于很多诺贝尔生理学或医学奖获得者来说,其研究成果经过多年的评估,才终获认可。这期间,有过遗憾,也有感动。而不变的,是他们对科学之梦的坚持。

近20年获得诺贝尔奖的微生物学家,曾经的得主也投身新冠研究

当地时间2018年7月23日,世界首个试管婴儿布朗出席位于英国伦敦的科学博物馆展览,与她的胚胎使用过的玻璃干燥器合影,纪念世界上首个试管婴儿诞生40周年。

——姗姗来迟的承认

1978年,世界上第一个试管婴儿在英国诞生。直到2010年,创立该技术的英国科学家爱德华兹才获诺奖认可,评审委员会称,这项技术为治疗不孕不育症提供了新的途径。

遗憾的是,爱德华兹当时已85岁高龄,因身体原因,未能发表获奖感言。另一名曾参与研究的英国医生斯特普托则在1988年去世。而诺贝尔基金会规定,诺奖不能授予已去世的人。

近20年获得诺贝尔奖的微生物学家,曾经的得主也投身新冠研究

2019年诺贝尔生理学或医学奖揭晓,包括美国医学家凯林在内三名科学家获奖。凯林致力研究p53等抑癌基因在癌症发展中的作用。图片来源:视觉中国

——“苦涩的甜蜜”

美国科学家凯林花费了无数心血研究癌症,却未能留住罹患乳腺癌的妻子的性命。“在我刚失去她之后的几年里,我会想‘拜托,不要得奖’,因为这会是太苦涩的甜蜜。”

在妻子去世4年后,凯林因其在细胞感知和适应氧气变化的机制方面的研究,获得2019年诺奖。他发给诺奖官方的照片,是一张自己与亡妻照片的合照 。他说,就是想告诉全世界,“我和妻子一起获奖”。

近20年获得诺贝尔奖的微生物学家,曾经的得主也投身新冠研究

当地时间2012年10月8日,瑞典诺贝尔奖评审团宣布,日本京都大学物质-细胞统合系统据点iPS细胞研究中心长山中伸弥(右)与英国发育生物学家约翰·格登(左)因在细胞核重新编程研究领域的杰出贡献获奖。

——“差生”的逆袭

英国生物学家格登求学时,曾被讥讽是“蠢蛋”,还得到了老师的一份“差生报告”。后来在剑桥大学研究期间,他把这份报告挂在了办公室,“当遇到麻烦,比如实验不成功,我就看看这个报告,提醒自己也许不擅长这个工作。但我要努力,否则真的被老师说中了。”

1962年,格登成功使用一只青蛙的成熟细胞培养出活蝌蚪,而他有关基因的重要突破,还带动了之后克隆羊多莉等研究。经过50年的争议与考验,这位曾经的“差生”终于在2012年获得诺贝尔奖评审委员会的肯定。(完)

来源:中国新闻网

2、近20年获得诺贝尔奖的微生物学家,诺贝尔奖获得者约翰

约翰·格登(John Gurdon),2012年诺贝尔生理学或医学奖获得者,英国发育生物学家,主要以在细胞核移植与克隆方面的先驱性研究而知名。2018年9月8日,约翰·格登教授受邀出席了在海口举办的第五届诺贝尔奖获得者医学峰会,并在分论坛上发表主题演讲。

以下是格登教授的演讲摘要:

近20年获得诺贝尔奖的微生物学家,曾经的得主也投身新冠研究

非常高兴能够来作这个演讲。我要讲到的内容包括我的课题的背景、发育过程中细胞不同分化的逆转以及一些抵抗性,抵抗性是和细胞分化的稳定性相关的,之后再讲一下细胞置换的前景。

需要解决的问题是细胞核的核重编码是否能够用作替代细胞治疗的方法?是否能够去置换没有功能的细胞?

重编程的发展过程

首先讲下我的课题的背景,这张幻灯片显示了重编程的过程,这段历史很长,我们从皮肤获取细胞,然后分离细胞,再拿出一部分细胞,把一个皮肤的细胞核放到卵细胞中,在某些情况下这种组合会使这个细胞核在卵细胞中发育成为动物,这个原则用于克隆动物,不管这种动物是小鼠还是哺乳动物,这是克隆技术的根本原则。

大家可以看到,1958 年,第一个克隆成功的是成年脊椎动物,显示出有从细胞克隆动物的可能性,这只脊椎动物存活了很多年,细胞核的移植当时被证明是成功的。

当然,这项技术本身有很多问题,有的时候大家很感兴趣想了解这些问题是什么。

  • 第一个问题是,我们需要有一个恰当的细胞核注射针,这个针对能够将所获取的细胞核注入到卵细胞当中,但是针不能穿透卵细胞,这是一个需要解决的技术问题。我们能够杀灭卵细胞当中的一些物质,使得卵细胞外膜上的物质通过覆罩透过针扎进去。

当年市场上是买不到这样的注射针的,我们需要自己去打造直径10 毫米的细胞核注射针的尖端形态。

  • 另外一项要解决的是编遗传标记物,这是左边的一个细胞核,它一般有左右两个核仁,这样就有克隆出来的动物的遗传标记。

细胞分化的逆转

近20年获得诺贝尔奖的微生物学家,曾经的得主也投身新冠研究

我要讲的第二块内容是细胞分化的逆转,我们需要知道的是细胞分化的方向是不一样的,它们会成为具体的特定的细胞。上世纪五六十年代认为干细胞分化成成熟细胞之后是没办法逆转的。当时的问题就是,是否能将已经分化的成熟的细胞核再逆转回来,使不再具有分化能力的细胞重新变成具有分化能力的细胞。

这是我们在当时做的实验,这是一段小肠,这是我们所做的蝌蚪的测试,喂食蝌蚪然后去看它的肠道。我们把小肠的上皮细胞中的细胞核转到卵细胞中,让它去成长。一开始这是完全不成功的,几个小时之后,接受了细胞核的卵细胞变得非常奇怪,这个卵细胞就不能用了,实验之初就这样的失败了。

过一段时间我们发现改进操作方法能够更好地做实验,我们现在能够把胚胎做成这样子。大家看上面,右上角有一些分化比较正常的细胞,但是活不过一天就死亡了,但是我们发现还是有可能把细胞核从图片上端的细胞当中取出来,再进行移植,如此获得了一些正常的受精卵。大家可以看到左侧是正常的受精卵,右侧是核移植,这两个看起来还是比较相似的。

这是一个肌肉细胞,当看一个眼睛的时候,这个眼睛是比较正常的,它有晶体、视网膜层、虹膜色素层,这些细胞都是正常的。把这些特殊分化细胞的细胞核重新逆转回去,这是我们当时做的事情。当我们把一个高分化的细胞的细胞核拿出来放到卵细胞中,当时做出来是没有结果的。

克隆羊多莉的诞生

非常有意思的是,在1997 年,在最开始的工作完成40 年之后,我们成功地克隆出了克隆羊多莉,用的技术核心是一样的,只不过这次用的是哺乳动物而非蟾蜍或青蛙。所用的方法和之前在青蛙身上工作的方法道理上是完全一样的,只不过技术上有些差异。

当一个技术在一个生物种类上适用的时候,再把这个技术转到另外的生物种类上的时候要稍微当心一点。显示给大家看的是,这是细胞领域的克隆程度,这是我同事所做的工作,大家实验的方法是类似的,也是对于哺乳动物,首先从左边这只猴子的皮肤当中获得细胞核,再从右边的猴子获得卵细胞,把左边猴子的细胞核放到右边猴子的卵细胞当中,进行细胞合成形成胚胎。如中间的图所示,所谓的胚胎干细胞就会增加数量、增加因子,细胞会有分化。做这个实验的人获得了诺贝尔奖,他能够获得这些胚胎干细胞然后继续深入分化存活几个月。主要的一点是,他所制造的这些细胞能够继续分化下去,成为胚胎干细胞。

看看最下面,能够通过不断地培养增加细胞的数量,它增加了一些机制、一些经常由细胞分泌的因子,它就增加了干细胞,然后干细胞开始分化。当时它能够分化出有搏动的心肌细胞(当时它所分化出来的搏动的心肌细胞的视频我没办法拿到),大家可以想象可以搏动的心肌细胞的细胞核是来自于一只猴子的皮肤细胞。

逆转的抵抗性

通过这么多分化出的细胞其实是没有办法做肿瘤治疗的。这些实验的成功率非常非常低,把最初的实验品克隆出动物的话最多2%。逆转的抵抗力主要就是细胞分化的稳定性,其实主要的问题之一就是去理解细胞正常的稳定性是什么,也就是说了解了稳定性之后,会了解核移植之后会有怎样的抵抗性。

近20年获得诺贝尔奖的微生物学家,曾经的得主也投身新冠研究

最近出现的一个情况是记忆,就算能够让细胞逆转分化并且形成新类型的细胞,这些分化逆转的细胞还是能够记得住它们之前分化好的细胞。这是对于编靶抵抗的不利因素。

这是内胚层的细胞刚才的分化。大家可以看到左边640 ON 的记忆,如果进行组蛋白去甲基化去减少ON 和OFF记忆,就能够改变基因也能够改变它们的基因,通过去甲基化的过程表达去影响、逆转细胞的记忆。当这么做的时候,如红线所示,就要做神经轴胚然后去甲基化,这样它能够再次恢复到正常形态。这就是目前如何应用逆转细胞技术对把细胞进行相应的处理,预期将来能够增强细胞逆转的能力,从而阻止这种细胞变得功能失调,成为癌细胞。

以上得出的结论是细胞分化的记忆能够降低重编码,并且能够降低细胞分化的稳定性,确实是因为细胞分化能力的降低导致了很多异常的细胞以及很多细胞功能的失调最终形成肿瘤或癌症。能够稳定细胞分化的机制在编码时会被逆转,需要对其进行增强以防止细胞功能失调或者可能的癌症。尤其去甲基化机制的表达目前来看对于消除细胞记忆是有一定用处的,这是非常杰出的工作,我们了解到分子层面的修饰确实能够起到作用,甲基化、去甲基化和对于细胞的修饰、对于组蛋白的修饰能够影响到细胞的记忆。

细胞置换的前景

从50年前开始,就能够逆转特殊分化的细胞,然后把它们逆转成干细胞,让它们从头再来,这样就提供了一个可能性,把一个细胞转化成另一种我们需要的细胞。例如用皮肤细胞进行逆转,日本山中伸弥教授提出了这样的技术。

  • 我举个例子——黄斑变性,这是一个老年人常见的眼科疾病,进而导致老年人丧失视力,最终致盲,是一个非常严重的疾病。也许细胞置换会成为黄斑变性的治疗方向。

在黄斑变性治疗方面,我们做了哪些工作呢?上面是正常的视椎视感细胞,这是视网膜色素上皮细胞,上面有视椎、视感细胞,都属于光感细胞,这是正常解剖学所见。我们需要视椎、视感细胞去接受光感,在病理状态下大家可以看到失望色素上皮细胞有一些消失、有一些死亡,附着于其上的视椎、视感光感细胞也丧失了一部分,所以Coffey 和DaCruz 在伦敦做了一个整形支架,包含替代的视网膜色素上皮细胞,他们把这种视网膜色素上皮细胞覆盖到支架上,这些细胞类似于细胞涂层(3~6 毫米),将这一支架通过手术放到眼球后面。这个手术是需要高超的手术技巧,眼科医生是能够学会,只需要一天的时间去做这个手术。当你这么做的话,就能够治愈因为缺乏有功能的光感细胞所导致的黄斑变性,目前这种技术正在广泛测试和验证。很多测试和验证权威管理部门对于结果还是满意的,将来可能会拥有这样的技术。

所有的细胞基因都一样,不管是上皮细胞、体细胞还是卵细胞,它的遗传内容都是一样的。我们所要研究的是其背后的机制,目前并不是所有的分子机制都了解,对于卵细胞的移植显示出了基因激活的机制和对于重编码的抵抗。

(内容摘自2018·第五届诺贝尔奖获得者医学峰会暨国际肿瘤研究高峰论坛演讲)

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