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一文读懂今年诺贝尔生理学或医学奖细胞是如何感知和适应氧气的

发布日期:2019-10-07 作者:责任编辑NO。谢兰花0258
他们的研讨解说了为什么对人类以及绝大多数动物而言,氧气是那么的重要。

2019年诺贝尔生理学或医学奖获得者,William G. Kaelin教授、Peter J. Ratcliffe教授、以及Gregg L. Semenza教授三位权威。

他们的研讨解说了为什么对人类以及绝大多数动物而言,氧气是那么的重要。

什么那么重要?

咱们都知道,氧气可以结合血红蛋白,为有机体的氧化复原反响供给支撑,但过多的氧气又会构成机体损害,比方氧自由基可以损坏许多蛋白质分子,也是人类变老的首恶。

20世纪90年代,Ratcliffe教授和Semenza教授发现了一段特别的DNA序列。如果把这段DNA序列安插在其他基因邻近,那么在低氧的环境下,这些基因也能被诱导激活。也便是说,这段DNA序列其实起到了低氧环境下的调控效果。而一旦这段序列呈现骤变,相关基因就无法发动。

随后,研讨发现,这段序列在细胞内调控了一种叫做HIF-1的蛋白质,由两个亚基HIF-1α与HIF-1β组成。在缺氧的环境下,HIF-1可以结兼并激活特定基因。

但这只是处理了人类需求氧的问题,可是氧气过多为何又会对人体有害呢?

这就不得不说到William G. Kaelin教授,William G. Kaelin教授以及后来的研讨者发现,一种名为VHL的蛋白可以与一些特定的蛋白结合,比方某些泛素连接酶。蛋白质泛素化,是蛋白质在体内降解的标志。研讨发现,富养条件下,VHL能与HIF-α结合,促进后者的泛素化,最终使蛋白降解。

大约便是这么个进程,低氧状况HIF发动基因表达,富氧状况VHL促进HIF-α降解 图片来历:nobelprize.org

对人类和动物来说氧决议机体的健康和疾病

因为这些诺贝尔奖得主的开创性作业,咱们对不同的氧气水平怎么调理根本的生理进程有了更多的了解。氧感应答应细胞习惯低氧水平的推陈出新:例如,在咱们的肌肉中,在剧烈运动时。氧气感应操控的习惯进程的其他比如包含新血管的生成和红细胞的发生。咱们的免疫系统和许多其他生理功能也经过O2感应机制进行微调。在胎儿发育进程中,氧感觉对操控正常血管的构成和胎盘的发育至关重要。

氧感觉是许多疾病的中心。例如,缓慢肾功能衰竭患者常因EPO表达削减而导致严峻贫血。如前所述,促红细胞生成素由肾脏细胞发生,对操控红细胞的构成至关重要。此外,氧调理机制在癌症中有重要效果。在肿瘤中,氧调理机制被用来影响血管的构成和重塑代谢,以有效地增殖癌细胞。学术实验室和制药公司正在进行的严重尽力现在集中于开发可以经过激活或阻断氧气感应机制来干涉不同疾病状况的药物。

本文精选自知乎用户“莫小轩”的答复

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