牢房内货物的运输方式
在一个大而繁忙的港口,需要系统来确保在正确的时间将正确的货物运送到正确的目的地。细胞有着称为细胞器的不同腔室,面临着类似的问题:细胞产生激素、神经递质、细胞因子和酶等分子,这些分子必须在正确的时候被输送到细胞内的其他地方,或被输出到细胞外。时间和地点就是一切。被膜包围的微型泡泡状囊泡在细胞器之间穿梭,或与细胞外膜融合,并将货物释放到外部。这是非常重要的,因为它在递质物质的情况下触发神经激活,或者在激素的情况下控制新陈代谢。这些囊泡如何知道何时何地运送货物?
交通拥堵揭示了遗传控制因素
兰迪·谢克曼他对细胞如何组织其运输系统着迷,并在20世纪70年代决定用酵母作为模型系统来研究其遗传基础。在一次基因筛查中,他发现运输机械有缺陷的酵母细胞,这导致了一种类似于计划不良的公共交通系统的情况。小泡堆积在细胞的某些部位.他发现这种堵塞的原因是遗传的,并继续识别突变的基因。Schekman发现了三种控制细胞运输系统不同方面的基因,从而为细胞中调节囊泡运输的严格调控机制提供了新的见解。
与精确对接
詹姆斯·罗斯曼对细胞运输系统的性质也很感兴趣。在20世纪80年代和90年代研究哺乳动物细胞中的囊泡运输时,Rothman发现一种蛋白质复合物能够使囊泡与它们的目标膜对接并融合。在融合过程中,囊泡和靶膜上的蛋白质相互结合,就像拉链的两边。事实上,有很多这样的蛋白质,而且它们只以特定的组合结合,确保了货物被运送到一个精确的位置。同样的原理在细胞内部也起作用,当囊泡与细胞外膜结合并释放其内容物时。
结果表明,Schekman在酵母中发现了一些基因,这些基因编码的蛋白质与Rothman在哺乳动物中发现的蛋白质相对应,揭示了运输系统的古老进化起源。他们共同绘制了细胞运输机械的关键部件。
时间就是一切
托马斯·苏霍夫他对大脑中的神经细胞如何相互沟通很感兴趣。通过罗斯曼和谢克曼发现的机制,信号分子,神经递质,从与神经细胞外膜融合的囊泡中释放出来。但只有当神经细胞向邻近细胞发出信号时,这些囊泡才会释放它们的内容物。如何以如此精确的方式控制释放?据悉,钙离子参与了这一过程,1990年代Südhof在神经细胞中寻找钙敏感蛋白。他发现了一种分子机制,可以对钙离子的涌入做出反应,并迅速引导邻近的蛋白质将囊泡与神经细胞的外膜结合。拉链打开,释放出信号物质。Südhof的发现解释了如何实现时间精度,以及囊泡的内容物如何根据命令释放。
囊泡转运使我们能够深入了解疾病过程
三位诺贝尔奖得主发现了细胞生理学的一个基本过程。这些发现对我们理解在细胞内外如何准确准确地运送货物产生了重大影响。在酵母和人这样不同的生物体中,囊泡运输和融合的原理是相同的。该系统对许多必须控制囊泡融合的生理过程至关重要,从大脑中的信号传递到激素和免疫细胞因子的释放。囊泡运输缺陷发生在多种疾病中,包括一些神经和免疫疾病,以及糖尿病。没有这种惊人的精确组织,细胞就会陷入混乱。
詹姆斯·e·罗斯曼1950年出生于美国马萨诸塞州的哈弗希尔。1976年,他在哈佛医学院获得博士学位,并在麻省理工学院(Mass188bet怎么注册achusetts Institute of Technology)做博士后。1978年,他来到加州斯坦福大学(Stanford University),在那里开始了对细胞囊泡的研究。Rothman还在普林斯顿大学、纪念斯隆-凯特琳癌症研究所和哥伦比亚大学工作过。2008年,他加入美国康涅狄格州纽黑文的耶鲁大学,目前是细胞生物学系主任和教授。
兰迪·W·舍克曼出生于圣保罗,明尼苏达,美国,在洛杉矶加利福尼亚大学和斯坦福大学,在那里他获得博士学位,在阿瑟·科恩伯格(诺贝尔奖1959)的监督下,在同一个部门,罗斯曼在几年后加入。1976,Schekman加入了加州大学伯克利分校的教授,他现在是分子和细胞生物学系的教授。舍克曼也是霍华德休斯医学研究所的研究员。188bet怎么注册
托马斯·C·苏霍夫1955年出生于德国Göttingen。他在Göttingen的Georg-August-Universität大学学习,1982年获得医学博士学位,同年获得神经化学博士学位。1983年,他前往美国德克萨斯州达拉斯市的德克萨斯大学西南医学中心,与迈克尔·布朗和约瑟夫·戈尔茨坦(1985年诺贝188bet怎么注册尔生理学或医学奖的共同获得者)一起做博士后。Südhof于1991年成为霍华德休斯医学研究所研究员,2008年被任命为斯坦福大学分子和细胞188bet怎么注册生理学教授。
参考文献
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