本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定代表《大眾科學》的觀點
今年的諾貝爾生理學或醫學獎——名副其實地授予了基礎生理學方面的發現，這往往是該獎項名稱中容易被忽視的後半部分。2013年的獎項表彰了對細胞如何利用簡單的脂肪分子氣泡（稱為囊泡 [pdf]）安全地將蛋白質和激素從細胞內的一個隔間運輸到另一個隔間，以及這些脂肪氣泡如何進入和離開細胞的開創性研究。三位研究人員將分享800萬瑞典克朗（125萬美元）的獎金：耶魯大學的詹姆斯·E·羅斯曼、加州大學伯克利分校的蘭迪·W·謝克曼和斯坦福大學醫學院的托馬斯·C·祖德霍夫。
這種囊泡運輸系統是神經細胞透過釋放神經遞質（如血清素和多巴胺）相互交流能力的核心，也是身體利用胰島素激素調節血糖水平的能力的核心。肉毒桿菌和破傷風等毒素之所以致命，正是因為它們破壞了囊泡運輸機制。
多年來，許多教科書上的圖表給人一種印象，認為細胞就像充滿水的氣球，其中各種部分——如包含資訊的細胞核和產生能量的線粒體——只是漂浮在其中。事實上，細胞是高度分隔的——這使得細胞內的分子通路能夠更有效率地、以非常協調的方式發生。將原材料——以蛋白質或激素的形式——從細胞的一個部分移動到另一部分的整個過程都發生在運輸氣泡中。更具體地說，這些囊泡由脂肪分子膜組成，它包圍著蛋白質或激素分子，防止它們在錯誤的時間或地點被釋放。
關於支援科學新聞
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱，您正在幫助確保關於塑造我們當今世界的發現和想法的有影響力的故事的未來。
雖然囊泡本身早已被人們所知，但弄清楚運輸系統是如何運作的並非易事。從 20 世紀 70 年代開始，蘭迪·謝克曼研究了酵母細胞，發現他可以創造出囊泡在細胞中簡單堆積——無處可去的突變細胞。然後，他確定了負責確保囊泡形成併到達它們需要去的地方的基因。
但這並沒有解釋這些脂肪氣泡是如何將其貨物釋放到另一個隔間的。詹姆斯·羅斯曼在 20 世紀 80 年代開始研究這個問題。當時，許多研究人員認為，細胞需要保持完整才能研究這個過程，但羅斯曼實際上將細胞分解成碎片，並表明囊泡與另一個細胞隔間的膜融合甚至可以在這些碎片上發生。最終，他分離出囊泡外部的蛋白質，這些蛋白質附著在其他膜上，然後像拉鍊一樣開啟囊泡，釋放出裡面的內容物。
有趣的是，囊泡並非在它們附著到其細胞目的地表面後立即開啟。托馬斯·祖德霍夫負責發現和描述一種含鈣感測器，該感測器會告訴囊泡何時釋放其貨物。
順便說一下，詹姆斯·羅斯曼曾為《大眾科學》撰寫了關於這項研究的文章在1996年。
來自《大眾科學》數字網站
>> 活細胞中的出芽囊泡, 作者：詹姆斯·E·羅斯曼和萊斯利·奧爾奇，1996 年 3 月
如果您有訪問我們深度檔案的機構許可權，您可以找到羅斯曼的另外兩篇文章
>>高爾基體的分隔組織 作者：詹姆斯·E·羅斯曼，1985 年 9 月
>>細胞膜的組裝 作者：哈維·F·洛迪什，詹姆斯·E·羅斯曼，1979 年 1 月