有关细胞生物学的历届诺贝尔奖.docx

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有关细胞生物学的历届诺贝尔奖

1910年诺贝尔生理学或医学奖之五兆芳芳创作

他对蛋白质和核酸的研究为细胞化学做出了奉献

科塞尔发明核素是蛋白质和核酸的复合物.他小心地水解核酸，得到了组成核酸的根本成分：

鸟嘌呤、腺嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶，还有些具有糖类性质的物质和磷酸.确定了核酸这个生物大份子的组成之后，随之而来的问题是这些物质在大份子中的比例，它们之间是如何连接的.斯托伊德尔（H.Steudel）找到了前一个问题的答案.通过阐发，他发明单糖、每种嘌呤或嘧啶碱基、磷酸的比例为1∶1∶1.科塞尔及其同事发明，如果小心地水解核酸，糖基团与含氮的基团是连在一起的.科塞尔还对核酸与蛋白质的结合方法进行了研究.他发明有些物种的核酸与蛋白质结合比较紧密，有些则比较松散.

1962年诺贝尔生理学或医学奖

发明了核酸的份子结构及其在遗传信息传递中的作用

1951年，美国一位23岁的生物学博士沃森来到卡文迪许实验室，他也受到薛定谔《生命是什么》的影响.克里克同他一见如故，开始了对遗传物质脱氧核糖核酸DNA份子结构的协作研究.他们虽然性格相左，但在事业上志同道合.沃森生物学根本扎实，训练有素；克里克则凭借物理学优势，又不受传统生物学不雅念束缚，常以一种全新的视角思考问题.他们二人优势互补，取长补短，并善于吸收和借鉴当时也在研究DNA份子结构的鲍林、威尔金斯和弗兰克林等人的成果，结果缺乏两年时间的努力便完成了DNA份子的双螺旋结构模型.沃森和克里克在1953年4月25日的《自然》杂志上以1000多字和一幅插图的短文颁布了他们的发明.在论文中，沃森和克里克以谦逊的笔调，暗示了这个结构模型在遗传上的重要性：

“我们并不是没有注意到，我们所推测的特殊配对立即暗示了遗传物质的复制机理.”在随后颁发的论文中，沃森和克里克详细地说明了DNA双螺旋模型对遗传学研究的重大意义：

（1）它能够说明遗传物质的自我复制.这个“半保存复制”的设想后来被马修·麦赛尔逊（MatthewMeselson）和富兰克林·斯塔勒（FranklinW.Stahl）用同位素追踪实验证实.

（2）它能够说明遗传物质是如何携带遗传信息的.（3）它能够说明基因是如何突变的.基因突变是由于碱基序列产生了变更，这样的变更可以通过复制而得到保存.

1968年诺贝尔生理学或医学奖

解读了遗传密码及其在蛋白质分解方面的性能

每个细胞含有数以千计的蛋白质，生物体正常生命勾当所需的化学反响由这些蛋白质完成.每种蛋白质在某种核酸的指导下分解.正是核酸的化学结构决定了蛋白质的化学结构，核酸的字母系统支配了蛋白质的字母系统.遗传密码是一本字典，依靠它我们便能将一种字母系统译为另一种字母系统.尼伦伯格认识到，生物化学家能在试管内成立一个系统，该系统以核酸为模板形成蛋白质.上述系统可比作翻译机械，科学家将用核酸字母系统写成的句子参加，然后机械将这些句子翻译成蛋白质字母系统.尼伦伯格分解一种很是复杂的核酸，它有一条链，有许多频频出现的同一个字母组成.上述系统用这种核酸产生了一种蛋白质，只含一个字母，但这是蛋白质字母系统的字母.尼伦伯格用这种办法既解读了第一个“象形文字”，又证明了细胞内的机制如何能用来翻译遗传密码.此后，这方面的研究任务进展很是迅速，1961年8月，尼伦伯格陈述了他最早的一些研究结果，又过了不到五年，遗传密码的所有细节都弄清了，这方面的主要任务是尼伦伯格和科拉纳做的.最后的任务大部分是科拉纳完成的.什么是细胞内翻译遗传密码的机制？

霍利着手解决这个问题并取得了成功.有一类特此外核酸，称为转运RNA，霍利就是转运RNA的发明者之一.转运RNA能读出遗传密码，并将它翻译成蛋白质字母系统.经过量年任务，霍利成功地制备了一种纯的转运RNA，最后于1965年弄清其准确的化学结构.霍利的任务标明，有生物学活性的核酸的化学结构首次得到完全测定.

1974年诺贝尔生理学或医学奖

发明了细胞的结构和各结构的性能

克劳德1938年从小鼠肉瘤别离出含有RNA的小颗粒，后来发明在正常小鼠肝脏内也存在这种颗粒，1943年起名为微粒体.接着，他与帕拉德等协作，证明微粒体为细胞内膜结构物，称为内质网.此外，于1939年最先自破碎的细胞别离到线粒体，致力于利用电子显微镜来说明细胞的细微结构.

代维在胰岛素等激素对肝脏糖代谢作用的研究中，从大鼠肝脏别离出比线粒体还小的微粒.发明其中含酸性磷酸酶，命名为溶酶体，他研究了这种颗粒在细胞勾当中的意义及其与细胞病变的关系.另外，他也研究了含氧化酶的另一种过氧物酶体颗粒.

1984年诺贝尔生理学或医学奖

创立抗原选择抗体学说，创造单克隆抗体技巧

杰尼提出的三个学说：

抗体形成的“天然”选择学说、有关抗体多样性产生的学说和免疫系统的网络学说,为现代免疫学的成立奠定了根本.1955年，他首先提出了抗体形成面“天然”选择学说.他认为最初进入动物体内的抗原有选择地与“天生”就存在于体内的“天然”抗体结合，然后一起进入细胞，并给细胞以信号，使细胞产生更多的相同抗体.这个学说与其他抗体形成学说明显的不合之处是，它主要强调了抗原的选择作用和体内“天然”抗体的存在.这个学说是正确说明抗体形成机制的先驱.它开创了免疫学的新纪元.关于抗体多样性产生的机理,他提出淋巴细胞内只存在一套种系基因,这套基因专门用来编码针对某些自身抗原的抗体.1974年，他提出了在独特型决定簇与抗独特型决定簇之间相互识别、相互作用根本上的免疫反响调节的网络学说.由于他对免疫系统特性理沦的研究，开创了现代的细胞免疫学，因而荣获1984年诺贝尔生理学或医学奖.而科勒和米尔斯坦在《Nature》上颁发的文章中描述了他们别离和生产无数细胞并使之产生任何抗体类型的办法——单克隆抗体技巧，揭示了抗体识别和结合异物份子（如入侵的病毒或细菌）并通过机体免疫系统将其清除的现象.该技巧在生物医学研究领域掀起了一场反动.

1989年诺贝尔生理学或医学奖

发明了逆转录酶病毒致癌基因的细胞来源

毕晓普在20世纪70年代中期与瓦尔默斯等协作，用已知可导致鸡肿瘤的劳斯病毒做动物实验，发明正常细胞中控制生长及割裂的基因可在外源病毒作用下转酿成癌基因，病毒再侵入安康细胞则可将该基因拔出安康细胞的基因中，并致异常生长.后又证明，正常细胞中的上述基因也可经化学致癌物的作用酿成癌基因，从而否认以前的看法——癌基因必定源自病毒.

1994年诺贝尔生理学或医学奖

发明G蛋白及其在细胞内信号传导中的作用

好久以来，人们就知道细胞之间互换信息是通过激素或其他腺体、神经元以及其他组织排泄的信息物质.直到现在人们才知道细胞是如何接受外界信息并作出相应的反响，即信号在细胞内的传导.G蛋白的发明具有重要的意义，为生理学家们在这个领域的研究提供了普遍的前景.G蛋白从外界接受信息，进行调整，荟萃，缩小，再传递到细胞内的功效器上，从而控制最根本的生命进程，起到信息转换器的作用.一旦G蛋白的结构产生变更，就会导致疾病.例如霍乱，一种烈性胃肠道传染病，由霍乱杆菌引起，霍乱杆菌可以产生霍乱毒素，这种毒素可以改动G蛋白的结构，从而影响水和盐从肠道的吸收，引起严重的脱水.另外一些遗传性内排泄疾病以及肿瘤的病发也与G蛋白的结构改动有关.更进一步，一些疾病的配合表示如糖尿病，酒精中毒等，则与G蛋白的信号传导作用出现紊乱有关.

1997年诺贝尔生理学或医学奖

发明蛋白传染素，解释传染的一种新的生物学理论

StanleyPrusiner认为蛋白传染素（病毒蛋白）同众所周知的细菌、病毒、真菌、寄生虫等一样也是一种传染因子之一.它同人体内的其他蛋白质一样存在，且对人体无害.但当它的结构产生改动时，就会使人体致病.比方人类最严重的脑部病变痴呆.蛋白传染素疾病包含Gertsmann-Straussler-Scheinker（GSS），家族遗传性失眠症（FFI），克劳伊氏病（CJD），迟发性海绵状脑病（BSE）等病.

1997年诺贝尔化学奖

揭示了三磷酸腺苷的分解机制发明第一个离子转运酶——Na-K泵

斯寇最早描述了离子泵——一个驱使离子通细致胞膜定向转运的酶，这是所有的活细胞中的一种根本的机制.自那以后，实验证明细胞中存在好几种类似的离子泵.他发明了Na+、K+−ATP酶——一种维持细胞中钠离子和钾离子平衡的酶.细胞内钠离子浓度比周围体液中低，而钾离子浓度则比周围体液中高.Na+、K+−ATP酶以及其他的离子泵在我们体内必须不竭地任务.如果它们停止任务、我们的细胞就会膨胀起来，甚至胀破，我们立即就会失去知觉.驱动离子泵需要大量的能量——人体产生的ATP中，约三分之一用于离子泵的勾当.沃克把ATP制成结晶，以便研究它的结构细节.他证实了波耶尔关于ATP怎样分解的提法，即“份子机械”是正确的.1981年沃克测定了编码组成ATP分解酶的蛋白质基因.波耶尔与沃克说明了ATP分解酶是怎样制造ATP的.在叶绿体膜、线粒体膜以及细菌的质膜中都可发明ATP分解酶.膜两侧氢离子浓度差驱动ATP分解酶分解ATP.波耶尔运用化学办法提出了ATP分解酶的功效机制，ATP分解酶像一个由α亚基和β亚基瓜代组成的圆柱体，在圆柱体中间还有一个不合错误称的γ亚基.当γ亚基转动时（每秒100转），会引起β亚基结构的变更.波耶尔把这些不合的结构称为开放结构、松散结构和紧密结构.

1998年诺贝尔生理学或医学奖

发明氧化氮是心血管系统的一种信号份子

1977年，穆拉德发明硝酸甘油等有机硝酸脂必须代谢为一氧化氮后才干阐扬扩张血管的药理作用，由此他认为一氧化氮可能是一种对血流具有调节作用的信使份子，但当时这一推测缺乏直接的实验证据.与此同时，纽约州立大学的佛奇戈特教授在研究乙酰胆碱等物质对血管的影响时发明，在相近的实验条件下，同一种物质有时使血管扩张，有时对血管没有明显的作用，有时甚至使血管收缩.佛奇戈特及协作者对这一现象作了深入的研究.他们在1980年发明乙酰胆碱对血管的作用与血管内皮细胞是否完整有关：

乙酰胆碱仅能引起内皮细胞完整的血管扩张.由此佛奇戈特推测内皮细胞在乙酰胆碱的作用下产生了一种新的信使份子，这种信使份子作用于平滑肌细胞，使血管平滑肌细胞舒张，从而扩张血管.佛奇戈特将这种未知的信使份子命名为内皮细胞松弛因子（EDRF）.EDRF是一种不稳定的化合物，能被血红蛋白及超氧阴离子自由基灭活.长期研究亚硝基化合物的药理作用的伊格纳罗与弗奇戈特协作，针对EDRF的药理作用以及化学实质进行了一系列实验，发明EDRF与一氧化氮及许多亚硝基化合物一样能够激活可溶性鸟苷酸环化酶（solubleguanylatecyclase，sGC）.一氧化氮主要通过cGMP途径扩张血管.一方面，一氧化氮产生缺乏会影响心血管系统的正常功效；另一方面，过量的一氧化氮又会导致心脏损伤.

2001年诺贝尔生理学或医学奖

发明了调控细胞周期的关头物质

所有生物体都由通过割裂而增殖的细胞组成.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竭的割裂产生新细胞，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，然后细胞才干割裂.这些不合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明.他们识别出了所有真核生物中调节细胞周期的关头份子，真核生物包含酵母菌、植物、动物和人.这些根本的发明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动.这些发明能让我们在今后很长的时间内创造治疗癌症的新办法.

哈特韦尔因为发明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“查验点”，对于理解细胞周期很有帮忙.纳斯用遗传学和份子学办法，识别克隆并描绘了细胞周期的一个关头调节物质CDK.他发明CDK的功效在进化中被很好的保管了下来.CDK是通过对其他蛋白质的化学修饰来驱动细胞周期的.亨特的奉献是发明了细胞周期蛋白（cyclin）——调节CDK功效的蛋白质.他发明细胞周期蛋白在每次细胞割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

发明了“器官发育和细胞程序性死亡”的遗传调控机制

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，这种独特的办法使得基因阐发能够和细胞的割裂、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进程.美国科学家罗伯特·霍维茨，发明了线虫中控制细胞死亡的关头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进程中相互作用，并且证实了人体内也存在相应的基因.英国科学家约翰·苏尔斯顿的奉献在于找到了可以对细胞每一个割裂和分化进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”的进程，他还确认了在细胞死亡进程中控制基因的最初变更情况.

2008年诺贝尔化学奖

发明和修饰绿色荧光蛋白（GFP）

下村修1962年在北美西海岸的水母中首次发明了一种在紫外线下收回绿色荧光的蛋白质，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份子方面做出了奉献；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更的研究奠定了根本.绿色荧光蛋白是研究当代生物学的重要东西，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进程的办法，这些在以前都是不成能实现的.