发现细胞“自杀”过程 揭细胞过量死亡之谜
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■布伦纳■苏尔斯顿■霍维茨 三位医学奖得主分别是英国的西德尼·布伦纳(SydneyBrenner)、约翰·E·苏尔斯顿(JohnE.Sulston)和美国的H·罗伯特·霍维兹(H.RobertHorvitz)，各人平分约100万美元奖金。
三位专家通过对线虫的研究，发现了调节器官发展和所谓“程序性细胞死亡”的关键基因和机制。人体内每天都有上亿个细胞分别诞生和死亡，在新细胞生长的同时，必定要有一部分细胞死亡，而使两者处于平衡状态、使人体器官维持合适的细胞数量得以正常运作的，正是“程序性细胞死亡”机制。
在这一机制中，负责监督分裂复制出来的新诞生细胞是否健康，是细胞核内的“蛋白质纠察队”。它们会定时对复制细胞进行“质量检查”，如果没有发现问题，便会向一些指定的基因发出信号，让这些基因指示有关细胞继续复制；一旦发现有问题，比如细胞中的DNA有损坏，它们便会向这些所谓的“死亡基因”通风报信，由“死亡基因”指示这些有问题的细胞“自杀”。
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如果调节细胞“自杀”的基因出了问题，让该死亡的细胞没有死亡，反而继续分裂繁殖，便会导致有问题或恶性细胞不受控制地增长，形成癌肿瘤；假若它错向不该死的细胞发出“自杀令”，不让之分裂繁殖，也会使那类细胞过量死亡，从而破坏人体的组织或免疫系统，如艾滋病就是令不该死亡的淋巴细胞大批死亡，从而破坏病者的免疫能力的。
诺贝尔奖评审小组指出，三位得奖者的研究，“令我们知道，在中风和心肌梗塞等疾病中，为什么细胞会过量死亡。”
瑞典卡罗林斯卡医学院于10月7日正式宣布把2002年诺贝尔生理学或医学奖，授予来自英国和美国的三位科学家，以表彰他们发现在器官发育和细胞死亡过程中的基因规则。医学奖是卡罗林斯医学院宣布的本届诺贝尔奖的第一个奖项。三名科学家的发现对于研究治疗癌症、艾滋病和中风等疾病有着重大作用。
■布伦纳：40年前便应获奖
, http://www.100md.com ——他发现了线虫在科研中的巨大功用
线虫是当今基因界的热门研究对象，皆因“线虫虽小，基因俱全”，而最先独具慧眼、以线虫作为研究对象的，正是本届诺贝尔奖得主布伦纳。
线虫身长只有1毫米，有959个细胞，基因相对不多(只有1000多个)，构造简单，生命周期也短暂，而最关键的是它身体透明，便于用显微镜观察，最适合作为实验室研究对象。在1989年成为台湾华人基因协会荣誉会员的布伦纳便曾指出，他选择线虫来研究，是因为它足够细、多细胞而且数量多。
布伦纳于1927年1月13日出生于南非，在约翰内斯堡大学获得医学和科学学位后，他又于1954年在牛津大学获得化学博士学位。三年后，加盟剑桥大学的分子生物实验室，并从1979年起担任该实验室主管，一直到1986年。正是在这里，他发现了线虫在科学实验上的巨大功用。
——在英国剑桥时的发现为获奖奠定了基础
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1992年，布伦纳从该实验室退休，但于1996年复出，在美国加州成立并主管分子科学研究所。2001年，他再度退休，从那时开始，一直是索克生物研究学院的杰出科研教授。他选择线虫作为新颖的实验生物模型，这种独特的方法使得基因分析能够和细胞的分裂、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过程。他在英国剑桥完成的这些发现为他获得本年度诺贝尔奖奠定了基础。
布伦纳是在20世纪60年代研究线虫时，发现某种基因的突变会对线虫的器官发育产生某种特别影响的，苏尔斯顿据此进一步研究，在70年代发现了“细胞自杀过程”，至于霍维茨则在80年代发现线虫中控制细胞死亡的头两个主要基因，并证实了人体内也存在相应的基因。目前科学家已通过线虫成功认出另外那些控制细胞死亡的主要基因。
在已知的癌症病例中，其中有近半涉及到有抑癌功能的p53“死亡基因”。如p53出错，失去抑制癌细胞生长的作用，它将会容许DNA出现严重变异的细胞继续分裂，形成肿瘤。p53出错，可能是源于遗传，但病毒也可能使p53基因产生突变。目前许多研究员都在埋头研究“程序性细胞死亡”，希望能模拟死亡基因向癌细胞发出“自杀”指示。瑞典医学专家奥雷纽斯指出，掌握如何停止“细胞自杀”的知识，也有助于防止埃波拉等致命传染病的扩散。他预期在5年内，科学家便可根据这一原则研制出治疗心肌梗塞或血液中毒的药物。
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——70岁时把基因研究与电脑模拟科技结合
自称“喜欢旅游、美酒和在科学界兴风作浪”的布伦纳虽已75岁，不过他在1996年仍于美国加州成立了分子科学研究所，把基因研究与电脑模拟科技结合。他去年接受采访时曾说：“我不想退休去过打高尔夫球消磨时间的日子，科学是我的嗜好、工作和快乐所在。”
布伦纳这次凭线虫细胞基因研究而获奖，但基因界一些专家认为，其实他早在40年前就有资格凭有关RNA(核糖核酸)的理论而夺奖，这实在是迟来的殊荣。有一位专家便不解地说：“他是克里克(1962年医学奖得主)那一代的人!我们都一直奇怪，既然克里克可以凭着提出DNA的双螺旋结构而夺奖，为什么诺贝尔委员会一直漏掉布伦纳？”
布伦纳当年提出遗传密码的传递有三部曲，即是从DNA到RNA，然后再从RNA到蛋白质。他的这一理论，已被奉为分子生物学的基本“教义”。在RNA之后，布伦纳转而研究神经系统之中，细胞与细胞之间的联系。他花了十多年时间，逐一追踪线虫的细胞，从一个细胞到900多个。后人根据他开拓的线虫模型，最后得出整个细胞死亡理论。
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■苏尔斯顿：基因图谱之父
——他的获奖在意料之中
事实上，早在瑞典方面宣布诺贝尔医学奖花落谁家之前，科学界和许多媒体便预测，专注于基因组研究的科学家，有实力问鼎医学奖。苏尔斯顿荣获本届诺贝尔医学奖同样不令人意外，因为他有“基因图谱之父”的美誉。
基因由DNA构成，而DNA的列序决定了遗传特征，可理解为遗传密码。人类每个细胞核内都有23对染色体，每条染色体上都有数百个基因。科学家于1990年开始解读人类的“基因组”，即基因列序的图谱，并于去年初首次发表图谱及初步分析结果。人类的基因组已大致完成解读，新目标是研究各个基因的作用。
DNA要通过制造蛋白质，才具体表现其特性。每个基因所炮制的总体“蛋白组”，都含有不同的蛋白质种类，由此就可推测细胞的生理病变，从而研究各基因的作用。蛋白组学是继基因组学之后，最新兴的研究重点。科学家透过紫外线等人为方式制造基因突变，再去研究到底哪些基因突变又会造成哪个细胞异常，从而逐步认识到“死亡基因”的存在。
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——他发现“程序性细胞死亡”过程
苏尔斯顿现年60岁，对线虫已经坚持不懈地研究了整整30年。1963年，苏尔斯顿从剑桥大学毕业，后来进入美国加州的索克学院攻读博士后，对地球生命的起源进行专门研究。
1969年，苏尔斯顿回到英格兰，加盟布伦纳在剑桥大学分子生物实验室的科研小组。正是这个小组首次确认了DNA的结构，公布了线虫的基因图谱。1992年，剑桥大学建立了新的桑杰尔中心，他被任命为中心主任。
1998年，苏尔斯顿排列出线虫的基因图谱，得出科学界首份动物基因图谱。在1992至2000年间，苏尔斯顿在英国剑桥大学领导专家小组参与国际科学家解读人类基因图谱计划，被视为人类基因图谱之父之一。
此后，苏尔斯顿辞去了中心主任的职务。2001年，他被英国女王封为爵士。苏尔斯顿是其中一位力主公开基因图谱的科学家，他指责以基因图谱作为私人公司版权资产牟利的做法“完全不道德”。
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他的贡献在于找到了可以对细胞每一个分裂和分化过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”的过程，他还确认了在细胞死亡过程中控制基因的最初变化情况。得知自己获奖后，苏尔斯顿表示，他既吃惊又高兴。他同时强调了布伦纳和霍维茨的工作的重要性。
■霍维茨：基因研究的后起之秀
——从70年代开始致力于“细胞死亡”研究
霍维茨的名气虽然没有布伦纳和苏尔斯顿大，但他在基因研究方面取得的成就完全可以与布氏和苏氏比肩。他发现了线虫中控制细胞死亡的关键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过程中相互作用，并且证实了人体内也存在相应的基因。
霍维茨今年55岁，是麻省理工学院的一名生物学教授。他出生于芝加哥，1968年获得麻省理工学院数学和经济学学士学位，接着又在哈佛大学获得生物学硕士和博士学位。他从70年代即开始致力于“细胞死亡”的一系列研究，逐渐成为这一领域的领军人物之一。1978年，霍维茨进入麻省理工学院生物系，并于2000年获得“戴维·科奇生物学教授”的荣誉。他还是哈佛大学休斯医学院的研究员，并于2001年被任命为麦科戈文学院的研究员。霍维茨是美国国家科学院成员，是盖尔德尼尔基金国际奖的获得者。
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——他的发现被应用于人类疾病的治疗
评审小组在评价霍维茨的贡献时指出，霍维茨确认了线虫的头两个“死亡基因”，并证明人类拥有和这两个“死亡基因”中的一个类似的基因。科学家从他的研究中受到启发，知道线虫中控制细胞死亡的大多数基因都在人体上存在。
霍维茨得知自己获奖时正在法国度假。谈到自己的感受时，他表示：“这太令人高兴了，我一会儿在午餐前干一杯香槟。我发现，再也没有比得知自己的发现被应用到治疗人类的疾病上而让我高兴的事了。”
评审小组指出，三位科学家的这些发现对现代医学十分重要，有助于研究许多疾病的发病机理。关于细胞程序化死亡的发现使人们对由于病菌入侵人体细胞器而引起的疾病的机理有了新的认识。
的确，一些得奖的研究并非普通人容易理解，但不明白那些概念不要紧，只要大家明白研究的重要性，以及得奖者的奋斗历程就可以。从得奖者的身上，我们可以学到许多东西。
当年诺贝尔在说明设立医学奖的初衷时表示：“获奖者应当是那些在生理学或医药领域有着最重要发现的人。”瑞典方面请以前的获奖者、医药学教授以及其他领域的专家提名，最后在提名名单中评选出最终获奖者。按惯例，诺贝尔奖颁奖典礼将于12月10日，也就是诺贝尔逝世纪念日举行。
来源：《北京青年报》, 百拇医药