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2009年諾貝爾生理學或醫學獎將授予三位發現端粒(保護染色體末端的遺傳密碼)和端粒酶(協助此過程的酶)的美國人,這些發現對於癌症、衰老和幹細胞的研究非常重要。
今天上午在斯德哥爾摩宣佈,三位遺傳學家——加州大學舊金山分校生物學和生理學教授伊麗莎白·布萊克本、約翰·霍普金斯大學醫學院分子生物學和遺傳學系教授卡羅爾·格雷德以及馬薩諸塞州綜合醫院遺傳學教授傑克·紹斯塔克(他們都是《大眾科學》雜誌的前作者)將分享1000萬瑞典克朗(約140萬美元)的獎金,以及隨之而來的聲望和榮譽。
他們因這項工作而獲獎,這項工作闡明瞭DNA複製過程的關鍵方面。當遺傳物質在細胞分裂期間從染色體複製時,整個DNA鏈必須從頭到尾複製,否則,部分遺傳資訊將會丟失。在20世紀80年代之前,染色體如何能夠可靠地完整複製,而不會在每條鏈的末端遺漏片段,這仍然是一個謎。今年的獲獎者的工作表明,如果端粒末端帽的部分缺失,DNA最終會在複製過程中被縮短和切斷。
布萊克本和紹斯塔克分別研究染色體末端和小染色體,他們在1980年的一次會議上相遇,之後開始合作。兩年後,他們在發表在《細胞》雜誌上的一篇論文中證明,端粒序列可以被分離出來,插入到另一個生物體中,並且仍然具有相同的功能。格雷德與布萊克本合作,於1989年在發表在《自然》雜誌上的一篇論文中幫助鑑定了基於RNA的端粒酶——產生關鍵端粒的酶。(《大眾科學》是自然出版集團的一部分。)
此後,這些發現已被應用於衰老、幹細胞和癌症的研究。布萊克本和紹斯塔克的早期研究表明,如果端粒縮短,會導致酵母(以及後來的**人體細胞**)的細胞分裂減慢和過早衰老。自早期發現以來,還發現缺陷端粒在某些形式的遺傳性貧血中起作用,因為它們影響骨髓幹細胞的分裂。癌症也可能部分是端粒功能障礙的疾病。鑑於癌細胞的快速分裂速度,它們已成為端粒研究的最新目標。利用這項新知識的治療方法正在進行臨床試驗——諾貝爾委員會指出,相關資料仍未公佈。
雖然與這項研究相關的發現已經在癌症研究領域(以及衰老領域)引起了很多興奮,但頒獎者指出,仍有許多研究工作要做。 “現在,弄清楚什麼是真實的,什麼是機制,什麼是統計噪聲將非常重要,”卡羅林斯卡學院心臟病學教授、諾貝爾獎委員會成員戈蘭·漢森在新聞釋出會上說。
對於研究人員來說,早期的許多發現都是由對染色體和DNA複製工作原理的普遍好奇心驅動的。“當我們開始這項工作時,我們不知道端粒酶會與癌症有關,但只是好奇染色體是如何保持完整的,”格雷德在2006年因部分相同研究獲得拉斯克獎後的一份宣告中說。“我們的方法表明,雖然你可以進行研究,試圖回答關於疾病的具體問題,但你也可以只是跟著感覺走。”
傑里米·伯格,美國國家普通醫學科學研究所所長,很高興看到一項基礎研究被選中獲獎。他稱之為“好奇心驅動過程的絕佳例子”。他說,端粒研究的入選對該領域的許多人來說並不意外,因為這項研究“一直在自身力量的推動下穩步前進……[而且]每個人都知道它有多重要”。“然而,關於端粒和相關端粒酶的工作原理,除了正在進行的臨床試驗的結果外,還有一些重大問題仍然需要解答。伯格指出,例如,從進化論的角度來看,端粒酶與逆轉錄病毒和活的無端粒敲除小鼠中的逆轉錄酶之間的相似性值得進一步研究。
這是該獎項108年曆史上首次在一年內有多位女性獲得醫學獎。只有另外八位女性獲得過醫學諾貝爾獎。去年的諾貝爾生理學或醫學獎由哈拉爾德·楚爾·豪森(因其發現HPV(人乳頭瘤病毒)與宮頸癌之間聯絡的工作)和弗朗索瓦絲·巴爾-西諾西和呂克·蒙塔尼耶(因其共同發現HIV(人類免疫缺陷病毒))共同獲得。