诺贝尔奖细胞生物学.docx
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诺贝尔奖细胞生物学
1901贝林格和欧利命:
制成白喉抗毒素
1905年现代微生物学的鼻祖Robert（HeinrichHermann）Koch
1915维尔斯太特:
发明了植物染料
1924荷兰病理学空爱因托芬：
发现心电特性
1929英国生物学家&霍普金斯荷兰科学家艾克曼:
发现维生素
1932英国病理学家艾德里安&谢林顿:
发现神经细胞的功能
1939多马克：
发现磺胺
1945英国细菌学家弗莱明&牛津大学的弗洛雷&钱恩:
青霉素的发现
1949葡萄牙医学家莫尼斯：
开创精神外科学
1955瑞典生物化学家泰奥雷尔：
发现机体在有氧条件下利用营养素以产生机体可利用能量
的方式
1962美国生物学家沃森&克里克:
揭示了DNA双螺旋结构
1976美国病毒学家DanielCarletonGajdusek:
证实了Kuru系由slowvirusinfection
致病
1977美国医学物理学家耶洛&生理学家吉耶曼&内分泌学家沙利:
发展放射性免疫检验术
1982约翰·费：
研究抗炎药物
1985麦克·布朗&约瑟夫·哥斯丁:
研究胆固醇代谢
1991德国生理学家ErwinNeher&BertSakmann:
发明了「单离子通道记录法」
1992艾德蒙费雪&柯瑞伯:
研究肝醣代谢
1993PhilipSharp（美国麻省理工学院）&RichardRoberts（美国冷泉港实验室）:
发现分裂基因
1995EdwardLewis&ChristianeNusslein-Volhard&EricWieschaus:
揭开了胚胎如何由一个细胞
发育成完美的特化器官
1996杜赫提&瑞士的辛克纳吉:
研究组织相容抗原
1997美国加州大学史坦利·布鲁希纳：
研究疯牛症病毒
1998美国药理学家罗伯·佛契哥特&费瑞·慕拉德&路伊格纳洛:
发现氧化氮在人体循环系统中扮演传递讯
号的角色
1955瑞典生物化学家泰奥雷尔：
发现机体在有氧条件下利用营养素以产生机体可利用能量的方式
瑞典生物化学家泰奥雷尔（H.Theorell）通过对酶的研究，发现机体在有氧条件下利用营养素以产生机体可利用能量的方式，并因此而获1955年诺贝尔生理学或医学奖。
1962美国生物学家沃森&克里克:
揭示了DNA双螺旋结构
生物学家沃森出生于美国。
他与克里克一起揭示了DNA双螺旋结构，并于1962年获得了诺贝尔医学或生理学奖。
美国生物学家沃森、英国学者克里克在英国《自然》杂志上发表了一篇论文：
《核酸的分子结构──脱氧核糖核酸的一个结构物模型》，宣告了当代科学中的一个伟大成果，他们发现了基因物质DNA的双螺旋结构。
这一重大发现，将生物科学研究从细胞水平上升到了分子水平，诞生了分子生物学这一重要学科。
由于揭开了DNA的结构之谜，科学家们有可能把一种生物的遗传基因转移到另一种生物中，于是产生了今天在农业、生物学中有巨大价值的遗传工程研究。
沃森、克里克的伟大发现，使得分子生物学成为人类认识生命规律的重要方法，并指出了利用生命规律造福人类的广阔前景。
许多著名科学家把自这一发现而产生的生物学的重大成就，称之为“生物学的革命”，将它列为20世纪物理学革命之后的一次科学革命。
沃森、克里克和威尔金斯一起获得了1962年诺贝尔医学和生物学奖。
这一发现将会对人类进步和社会发展产生巨大影响，人们预言，如果认为20世纪是电子时代，那么21世纪将是分子生物学时代。
1977美国医学物理学家耶洛&生理学家吉耶曼&内分泌学家沙利:
发展放射性免疫检验术
美国医学物理学家耶洛（R.S.Yalovo）。
他对发展放射性免疫检验术有突出贡献，因此和生理学家吉耶曼内分泌学家沙利共获1977年诺贝尔生理学或医学奖。
1982约翰·费博士：
研究抗炎药物
约翰·费博士是国际知名研究抗发炎药物的鼻祖，并获英国皇室颁封爵位殊荣，他於一九七一年提出阿斯匹灵类药物的作用乃藉由环氧化酵素（COX）的抑制，阻断前列腺素（PGE2）的生成，达到抗炎、止痛的目的，也就是非类固醇抗发炎止痛药（NSAID），因此在一九八二年获得诺贝尔医学奖。
目前全球阿斯匹灵一年的消耗量高达四十五吨，此药兼具消炎、止痛、退热作用，每天约有上百万人用於关节炎、头痛等病症的治疗。
1985年布朗与哥斯丁:
解开了胆固醇与动脉硬化之关系
虽然胆固醇是细胞用来制造细胞膜、荷尔蒙及胆酸的材料。
但是人们一般还是对它没好感，因为它也是导致心脏病的元凶之一。
多少年来，我们并不知道胆固醇是如何引起心脏病，一直到低密度脂蛋白（LDL）的接受体（receptor）的发现，它与动脉硬化的关系方有了理论上的解释。
诚如时代杂志所作的评语“低密度脂蛋白的接受体的发现，革新了科学家对於胆固醇的代谢与某些心脏血管疾病的看法＂。
布朗与哥斯丁博士从研究一种家族性的血胆固醇过多症（familialhypercholesterolemia）开始了此一先驱性的研究工作。
他们发现患有此种疾病的小孩比正常的小孩血中胆固醇的含量高出6到10倍，而且这种小孩得心脏病的机会比正常的小孩高出很多。
为了追寻其中的原因，他们比较了患者与正常人的皮肤细胞，发现了病源在於患者的细胞表面没有或有不足的低密度脂蛋白的接受体。
从而他们解开了胆固醇与动脉硬化之关系。
1991年德国的两位生理学家ErwinNeher&BertSakmann:
单离子通道记录法之发明
1991年诺贝尔医学奖颁给了德国的两位生理学家ErwinNeher和BertSakmann。
其实这对生物物理学界而言并不觉得讶异。
因为自1976年他们发明了「单离子通道记录法」（singlechannelrecordingorpatchclamprecording），即对神经科学及细胞生物学界产生了革命性的影响。
生物体内的各种细胞由於周遭离子分布的不均匀，因此在平常静止状态时，细胞内所带的电荷是“－＂的，而细胞外通常是比较“＋＂的，这就是所谓的静止膜电位（restingmembranepotential）。
当细胞兴奋时如神经的传导，肌肉的收缩或腺细
胞的分泌，细胞膜上的离子通道（如Na+channel）就会打开，让Na+离子由细胞外进入细胞内产生去极化现象（Depolarization）。
因此要了解神经细胞间讯息的传递及肌肉细胞收缩的原理，首先就是要探讨细胞膜上各种离子通道如何选择性的运送离子。
Neher和Sakmann使用微细之玻璃电极紧密地吸附著肌细胞膜而精确测量到单一离子通道的电流变化，使我们更清础离子通道本身开关之机转及调控困素。
由於patchclamp技术之发明，使我们对一些疾病之病因有深层的认识。
例如cysticfibrosis是由於氯离子通道（chloridechannels）产生病变而造成。
同时利用patchclamp之方法，可更精确测量到中枢神经细胞所产生之微小兴奋性神经突电位（miniatureexcitatorypostsynapticpotential（mEPSP））。
使我们对脑中记忆和学习形成过程有更进一步的了解。
总之，由於patchclamp方法之发明，使我们更清楚知道细胞膜离子流动及细胞功能之关联。
对於生命之奥妙及疾病病因之探讨，有了划时代的进展。
1992年费雪及&柯瑞伯:
发现可逆性蛋白质磷酸化作用为重要之生物调控机制
蛋白蛋是生命体内最重要的成分，细胞的生长有成千成万的蛋白质参与，举凡细胞内的代谢途径、生长、分化、荷尔蒙的分泌等等，都需要依赖它的相互作用及其严密地调节。
其中最重要的调控机转之一，就是可逆性的蛋白质磷酸化作用。
每一种酵素、荷尔蒙、生长素及其他有生物活性之蛋白质都有它特有的立体构造，其功能就是依靠此种构造上的特异性来完成。
蛋白质上加上一个或多个磷酸根，不但会改变它的立体形状，并且会改变它的表面上电荷，因而就会改变它的功能或表现其他之功能。
磷酸化蛋白的量与其显现之功能呈正相关，而它的量则受制於磷酸激（phosphokinase）及去磷酸（phosphatase）的相对活性。
这种蛋白质上的磷酸化及去磷酸化作用如今已成为生物代谢中主要的调控机制。
1992年诺贝尔奖颁给费雪及柯瑞伯的理由主要在表扬他们在五十年代，研究肝醣代谢之一的磷酸化（phoshorylase）时首先发现这种调控机转。
早期他们共同研究肝醣磷酸化（phosphorylase）在细胞中是如何被磷酸化时发现，肝醣磷酸化并不是直接被CAMP磷酸化，而是经由另一种激（phosphorylasekinase）来完成，随後他们又发现这种激的活性也受到磷酸化的调控，并终於找到了使肝醣磷酸化激活化的激（phosphorylasekinasekinasee），由於这种酵素的受质（substrate）范围很广，细胞内很多蛋白或酵素都会被它磷酸化故又称之“CAMPdependentproteinkinase＂。
由於此一划时代的发现，使得蛋白质的磷酸化及去磷酸化作用已为今日生物代谢上最重要的研究主题。
1993美国PhilipSharp&RichardRoberts发现分裂基因（Splitgene）
一直到1977年，生物学家们都以为基因是一个完整而没有间断的DNA片段，其咸基（base）之三联体（triplet）顺序与蛋白质之氨基酸顺序之间有直线而没有间断的相对应关系。
这个理念来自对细菌基因的研究。
然而Sharp和Roberts二个实验室却同时於1977年发现真核生物之基因内有一部份之硷基顺序并不表现在其所控制的氨基酸顺序之上但是成熟的讯息RNA（maturemRNA）的硷基顺序与氨基酸之顺序却有相对的直线性。
当以成熟的mRNA与DNA基因相杂交，Sharp和Roberts等发现有些部位的DNA与mRNA不相匹配，自成圈环。
究其原因，乃是基因转录（transcribe）时，其硷基皆转录成初级之mRNA（PrimarymRNA），而後者则在进一步调制的过程中，将一部份之硷基顺序切除，将余下的部份衔接起来，成为
成熟的mRNA。
这个调制的过程称为剪接（splicing）。
切除掉的部份不会表现为氨基酸，在DNA基因，这部份称为介入顺序（Interveningsequence），或称为内含子（Intron），而其他部份则称为外显子（Exon）。
因此基因是分裂而不连续的，它是由内含子和外显子相间排列而成的。
这是一个革命性的大发现，它彻底的改变了人们原先认定的简单的基因结构。
以後人们进一步发现，同一个基因为适应在不同的组织的需求，或在不同发育期的控制，其RNA剪接的方式有时也有所变异，这是基因表现上一个很有意思的现象。
1995EdwardLewis&ChristianeNusslein-Volhard&EricWieschaus:
揭开了胚胎如何由一个细胞发育成完美的特化器官
1995年的诺贝尔医学奖由三位发育遗传学家共同获得。
他们是77岁的EdwardLewis（美国加州理工学院），52岁的ChristianeNusslein-Volhard（德国MaxPlanck学院）和48岁的EricWieschaus（美国普林斯顿大学）。
他们三人的研究揭开了胚胎如何由一个细胞发育成完美的特化器官，如脑和腿的遗传秘密，也树立了科学界对动
物基因控制早期胚胎发育的模式。
「此三位科学家突破性的成就，将有助於解释人类先天性畸型」诺贝尔委员会如此宣称，「这些重要基因的突变很可能是造成人类自然流产以及约40％不明究理的畸型的主因」。
Lewis於1930年代的高中时期即著迷於果蝇的自然突变，例如多一对翅膀等等。
他於1946年（时年28岁）在加州理工学院开始研究胸节的平衡棒（一种退化的後翅）变成像第二胸节的翅膀，Lewis称这种将身体一部份的构造变成另一相似构造的转变为「同源性的」（homeotic）转变，而其基因则称为「同源基因」（homeoticgene）
（Homeosis（同源性）一字源自希腊字homeo-和-sis，分别意指「相似」和「状态」）。
Lewis经多年的研究发现有一串的基因控制著果蝇体节的发育。
此串基因在染色体上排列的次序－如它们所控制的体节之前後次序。
第一个基因控制头部，中间的基因控制腹部，而最後的基因则控制尾部。
Lewis发现导致四个翅膀，而非正常的二个翅膀等的惊人突变，其基因其实组合成一串，共同控制著某一部位之发育。
多一对翅膀是因为整个体节加倍之故。
这种同源性基因引起的突变，尚能使果蝇在触须位置长出脚来或是在眼部长出翅膀等种种变化。
同源基因不仅存在於果蝇，也存在其他动物，包括哺乳类。
这些基因的产物皆为基因调控蛋白质。
他们彼此相近似，皆包含一段在演化上相当保守的顺序，称为「同源框」（homeobox）顺序，它们规范一段约60个氨基酸，可以与DNA相结合的「同源结构区」（homeodomain）（简称HOM。
在哺乳类则称为Hox）。
目前在果蝇已发现有60种以上的蛋白质在演化上具有同源结构区，它们皆呈现「螺旋缠绕螺旋基本图形」（helix-turn-helixmotif），一如细菌的基因调控蛋白质。
「他在同源基因的先驱性研究，激发其他科学家在高等生物上寻找相同的基因」委员会如此说。
其实身体的一个小部位，如体节，是个复杂的构造，需要一组相关基因的协调表现。
因此某一体位的突变，暗示著一个主调控基因（masterregulatorgene）的存在。
此基因关键性地启闭或选择身体某部位的发育途径，因为它主控著发育过程的一个特殊步骤，并且如同一串小瀑布般地控制著其後的一联串发育基因的表现。
受到Lewis的启发，Nusslein-Volhard和Wieshaus两人於1978年（时年分别为35及31岁）联手在一年多内，日以月继的，在海德堡的欧洲分子生物实验室有系统的搜寻控制胚胎早期发育的起始基因。
他们将突变剂搀入食物，喂食雄果蝇，再以之与雌果蝇交配，结果产生了很多死胚胎。
有些突变非常特别，例如无肌肉或皮肤由神经细胞所构成。
他们进行相当大规模筛选突变的工作，辛苦的用显微镜观察幼蛆，最後整理出胚胎发育5000个重要的基因，及139个必要的基因。
此後几年，用上新方法，他们以及其他科学家确认了100个以上，大部份是以前未曾发现，控制胚胎最早发育的基因。
这些基因可以分为四大类，经由它们的先後作用，胚胎之构造逐步划分，渐趋复杂，最後形成许多体节。
每一体节的分化，则受到「同源基因」的调控发育成不同的构造。
一个细胞在胚胎所处的位置，对其分化有决定性的影响，这是一种位置效应。
胚胎发育过程中，不同种类的细胞皆源自同一个受精卵。
他们的基因组（genome）皆相同，但基因的表现则互异。
在发育起始，细胞间的差异有些是导因於卵未分裂前细胞质里之物质分布不均匀。
Nusslein-Volhard和Wieshaus发现这些物质由四组母体效应基因（maternal-effectgenes）所控制。
这四组基因控制动物身体发育的基本方案：
背部相对於腹部，内胚层相对於中胚层或外胚层，生殖细胞相对於体细胞，以及头部相对於尾部。
因为源自於母体，故亦称为卵极性基因（egg-polaritygenes）。
它们的控制作用，是经由产生一些基因调控蛋白，并在卵及初期胚胎中呈阶梯式的不匀分布，从而导致不同位置的细胞，接受到不同的发育信息，并进而影响其後的发育。
果蝇和线虫的发育基因也绝大部份被发现在其他动物身上，包括脊椎动物。
相对应的基因也有相对应的发育功能，显示在演化上动物发育的基本机制仍然保存，并不因为外表体型因演化而变得不可认别而有所改变。
经由本届诺贝尔医学奖得主及其他科学家难辛的先驱奠基，发育遗传学之研究，由果蝇而线虫而老鼠，由形态而分子结构，已经渐渐开花结果。
敲开人类发育遗传秘密的大门，并应用到人类疾病的诊断将指日可待。
1996年杜赫提&瑞士的辛克纳吉:
研究组织相容抗原
一九九六年诺贝尔奖生理与医学奖，由两位免疫学研究工作者共同获得，他们分别为澳洲籍的杜赫提（PeterC.Doherty）和瑞士的辛克纳吉（RolfM.Zinkernagel），以表彰他们在二十年前的一项重大免疫学研究成果。
杜赫提生於1940年，目前任职於美国田纳西州曼非斯圣犹大儿童研究医院。
他在澳洲完成硕士学位之後，於1970年获得苏格兰爱丁堡大学之博士学位，两年後回到家乡，进入坎培拉约翰克汀医学研究中心（JohnCurtinSchoolofMedicalResearch）。
辛克纳吉，1944年生，目前任教於苏黎士大学兼免疫学研究所所长。
他在1973年初，千里迢迢从瑞士来到约翰克汀医学研究院，由於院内空间不足，两人被安排使用同一实验室，因此促成他们在往後二年间之合作，完成了如今得奖的重大研究发现。
在1970年代初期，免疫学家已经知道淋巴细胞能破坏并清除外来的病源菌，以及体内被感染的细胞，而未受感染的健康细胞则不受影响。
当时并知道具有保护能力的淋巴细胞可分为T细胞和B细胞，其中B细胞产生的抗体能辨识及消灭细菌之类的微生物，但是T细胞如何辨认被微生物〈例如病毒〉感染的细胞而加以清除消灭，这方面的机制则混沌未明。
在彼时，针对组织器官移植的研究显示，排斥现象是由於T细胞和移植器官的主要组织相容抗原（majorhistocompatibilityantigens）作用而造成。
除此之外，对於组织相容抗原的正常功能却不清楚。
杜赫提和辛克纳吉的研究对组织相容抗原在免疫作用的角色加以明确定位，并且为往後研究免疫系统对抗病毒的作用机转提供一正确方向。
他们当时想探讨的问题是：
T细胞如何保护实验小鼠对抗一种脑膜炎病毒（lymphocyticchoriomeningitisvirus,LCMV）之感染？
小鼠在感染病毒之後会产生杀手T细胞（cytotoxicTcells）来毒杀受病毒感染的细胞，他们发现一个很有趣的现象，即是杀手T细胞只会毒杀表现相同组织相容抗原之感染细胞，换言之，两种细胞之间的作用具有组织相容抗原限制性。
这项看似简单的实验设计，所获得的结果却为免疫学开启一页新史，具有攻击性的T细胞不仅是认得病毒所带的抗原，时至今日，延伸而来之分子结构的相关研究，使得这种作用机制呈献更清晰的蓝图。
目前已经知晓T细胞辨认的是病毒的一小段胜（peptide），这段胜附著在主要组织相容抗原而被表现在细胞表面，这方面的资讯对於疫苗的研发提供相当重要的根基。
这两位新科诺贝尔奖得主的研究，是基础研究对临床医学贡献之极佳例证。
除了上述对传染病免疫力之了解以及疫苗的开发外，同理也可被用於发展癌症疫苗的基础，此外对於自体免疫疾病，例如类风湿性关节炎、糖尿病等，亦提供了较明确的探究方向。
1997美国加州大学史坦利·布鲁希纳：
研究疯牛症病毒
1997年诺贝尔生理医学奖颁发给美国加州大学旧金山分校的史坦利·布鲁希纳（StanleyPrusiner）教授。
这项殊荣是肯定布鲁希纳教授在研究引起人类脑神经退化而成痴呆的古兹菲德-雅各氏病（Creutzfeldt-Jakobdisease,CJD）病原体的贡献。
其实与CJD相类似的疾病还有人类的古鲁症（Kuru）、GSS氏病（Gerstmann-Straussler-Scheinkerdisease）、山羊和绵羊的羊搔痒病（scraple）以及牛群中的狂牛病（madcowdisease）。
它们都是由类似病原体所引起脑神经退化，而产生的疾病。
普鲁西纳认为，将来可以发展安定正常病原素的构造的药，预防病原素病，阻止它变形；或者乾脆把病原素的基因剔除（knockout），不要它。
他已经在动物初步证明，剔除掉这基因，并不影响动物的健康，但这还得长期而谨慎的观察。
自1987年以来，布鲁希纳是继利根川进（SusumuTonegawa）之後单人获得诺贝尔医学奖，过去五十年也只有十人享有单人获得医学奖的殊荣，更显示出布鲁希纳卓越的贡献。
现年五十五岁，美国加州大学旧金山分校生物化学授，从事生化、神经和病毒的研究工作。
当1972年，他的一个病人死於古兹菲德雅-各氏病而束手无策，他便利至找出这病原体的谜。
1998美国药理学家罗伯·佛契哥特&费瑞·慕拉德&路伊格纳洛:
发现氧化氮是一种可以传递信息的气体
美国药理学家罗伯·佛契哥特、费瑞·慕拉德及路伊格纳洛等三人荣获今年诺贝尔医学奖，得奖成就是共同发现空气中的污染源氧化氮在人体循环系统中扮演传递讯号的角色。
他是共同发现空气中的污染源氧化氮在人体循环系统中扮演传递讯号的角色。
他们的发现导致对许多新药的研发，包括壮阳药Viagra（伟哥）的问世。
诺贝尔委员会在给奖颂词中说，三人的这项研究结论「带动全球各地众多不同实验室朝气蓬勃的研究活动」。
评审团表示：
「这是首度发现一种气体可在人体中成为讯号分子。
」颂词中说：
「在氮燃烧时所形成的普通污染物氧化氮，竟对人体器官行使重要的功能，这项发现令人惊讶。
」 这项结论可说敞开氧化氮用途的大门，「它可作为对抗污染的武器，也可成为血压的调节器，或看管血液分流到不同器官。
」 氧化氮是一种气体，可在有机体传输讯号，使讯息从人体某一部份传至其他部份，并调节血压与血液的流通。
对其运作的了解导致对许多新药的研发。
负责遴选的瑞典卡洛琳斯卡研究所表示，这项发现的重要性尤其显现在治疗心脏疾病、休克、肺病、癌症，以及对抗性无能的新药发展上。
巴黎巴斯德研究所的病毒学家米雪桑女士说：
「得知氧化氮是一种松驰因子是很重要的贡献。
」
现年八十二岁的佛契哥特是纽约州立大学的药理学家，他在一九八○年即建立血管会膨涨或变宽的理论，因为表面细胞会制造一种不知名的讯号分子，使光滑的肌肉细胞放松。
六十二岁的慕拉德现任休斯顿德州大学医学院的药理学家，他分析甘油三硝酸脂及相似物质如何影响血管，一九七七年发现它们会释放出氧化氮，令光滑肌肉细胞松弛。
五十七岁的伊格纳洛为加州大学洛衫矶分校医学院的药理学家，他加入找寻不知名讯号分子的研究，经过一系列独立的杰出分析，及与佛契哥特的合作，最後发现氧化氮。
伊格纳洛的研究导致「威而钢」的发明及运用。
三人在十二月十日的颁奖典礼上将各获一只金质奖章及平分一张七百六十万瑞典币（九十三万八千美元）的支票。
2006年，美国科学家安德鲁•法尔和克雷格•梅洛。
他们发现了RNA（核糖核酸）干扰机制。
RNA干扰已被广泛用作研究基因功能的一种手段，并有望在未来帮助科学家开发出治疗疾病的新疗法。
2005年，澳大利亚科学家巴里•马歇尔和罗宾•沃伦。
他们发现了导致人类罹患胃炎、胃溃疡和十二指肠溃疡的罪魁——幽门螺杆菌，革命性地改变了世人对这些疾病的认识。
2004年，美国科学家理查德•阿克塞尔和琳达•巴克。
他们在气味受体和嗅觉系统组织方式研究中做出贡献，揭示了人类嗅觉系统的奥秘。
2003年，美国科学家保罗•劳特布尔和英国科学家彼得•曼斯菲尔德。
他们在核磁共振成像技术上获得关键性发现，这些发现最终导致核磁共振成像仪的出现。
2002年，英国科学家悉尼•布雷内、约翰•苏尔斯顿和美国科学家罗伯特•霍维茨。
他们为研究器官发育和程序性细胞死亡过程中的基因调节作用做出了重大贡献。
2001年，美国科学家利兰•哈特韦尔、英国
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