与生物考研有关的那些诺贝尔奖的总结.doc

诺贝尔生理学或医学奖2000年获奖者：瑞典科学家阿维卡尔松(Arvid Carlsson)美国科学家保罗格林加德(Paul Greengard)奥地利科学家埃里克坎德尔（Eric R.Kandel）获奖课题：发现了一种“神经细胞间的信号转导形式”。主要工作：A.Carlsson等的发现时，证明中枢神经系统中的多巴胺是一种神经递质，从而为日后的研究开辟了新的领域；P.Greengard等研究了多巴胺信号传递的机理，证明多巴胺与相应受体结合后，通过对蛋白质的磷酸化实现信号的传递；而E.Kandel的工作则证明了中枢神经系统中突出的功能和形态学变化，是学习和记忆形成的基础，将学习和记忆与基因调控、突触再造联系起来。他们在不同实验室，共同对神经系统中的信号传递机制研究作出突出贡献。主要贡献：有专家指出，这三位科学家的研究成果称的上是“人类揭开大脑奥秘的基石”。由于人的大脑之所以能够有序工作，完全依赖于神经细胞和细胞之间的信号传递，因此此发现对于理解脑部在正常情况下的运作原理以及类似信号传送如果受到干扰会引发何种神经和生理疾病将产生至关重要的作用。像老年性痴呆、记忆力衰退等疾病很大程度上都是由于神经细胞间信号传递过程出错引发的，一旦我们能够将出错的过程破译，并将其与三位科学家发现的正常过程相比较进行治疗，就能够根治这些疾病，将导致医药学研制领域获得重大进展。2001年获奖者：美国科学家利兰.哈特伟尔（Leland H.Hartwell） 英国科学家蒂莫西亨特（R.Timothy(Tim)Hunt） 英国科学家保罗纳斯(Paul MNurse)获奖课题：发现了“细胞周期的关键调节分子”主要工作：L.H.Hartwell首次用遗传学方法进行了细胞功能的研究，发现了一类细胞周期调控基因，这些基因中有一个被命名为“起始点（start），它的发现在细胞周期调控的第一步.M中起着关键作用。P.M,Nurse运用遗传学和分子生物学方法首次鉴定、克隆出了细胞周期的关键调控因子之一CDK分子（周期素依赖性激酶），并发现了CDK分子可使细胞沿着细胞周期不断进行分裂。Hunt于20世纪80年代早期第一个发现了细胞周期蛋白，它是CDK的调控分子，他发现细胞周期蛋白在每次细胞分裂中都周期性地降解，该机制被证明对控制细胞周期全程重要。 三位科学家通过共同努力，使得细胞周期调控的探索工作有突破性进展。主要贡献：通过这次发现，促进了人们对细胞周期调控分子机制的了解，并为细胞生长、组织器官发育、肿瘤发生机制等多个科学领域的研究奠定了坚实的基础。其中，在肿瘤领域的贡献尤为重要。现在普遍认为细胞周期控制的缺陷会导致见于肿瘤细胞中的某种染色体改变，进而有可能导致细胞周期调控异常。通过此次细胞周期调控因子的发现，有助于阐明癌细胞的染色体不稳定性问题，即染色体是如何重新组合的，为什么在两个子细胞中会遗失或者分配不均。随着细胞周期调控机制的逐步阐明，我们可以清楚癌细胞的突变机制，并找到预测、诊断、控制或逆转细胞癌变的方法。因此，细胞周期调控因子的发现在癌症的预防、诊断及治疗方面具有深远的实践意义。2002年获奖者：英国科学家悉尼布伦纳(Sydney Brenner) 英国科学家约翰苏尔斯顿(John ESulston) 美国科学家罗伯特霍维茨(HRobelt Horwitz)获奖课题：发现了在器官发育和“程序性细胞死亡（细胞凋亡）”过程中的基因规则主要工作：“程序性细胞死亡”是细胞一种生理性、主动性的“自觉自杀行为”，对机体起到很大的调节作用。早在20世纪60年代，科学家就开始探索“程序性细胞死亡”的奥秘，但是一直未能选择一个合适的研究对象。在这种条件下，布伦纳成为先驱，成功找寻到了美丽新杆状线虫(学名为Cctenorhabditis elegans)，为日后研究工作提供了良好的条件。萨尔斯顿延续Celegans为实验模型，并改进实验技术，第一次为一部分发育中的神经系统描绘了细胞谱系图，最终证实特异性细胞的程序性死亡时正常的分化过程的组成部分。在此基础上他第一次鉴定了参与程序性细胞死亡的第一个基因突变，即nuc1。霍维茨则真正意义上的发现并鉴定了“死亡基因”，证明发挥功能中的ced3和ced4基因是正在进行的细胞死亡的先决条件，他还陆续发现了不少正向和负向的死亡基因。主要贡献：通过研究验证，凋亡调节的异常与许多疾病的发生及进展有密切的关系。细胞凋亡减少及细胞存活增加可以导致自身免疫疾病、癌症、某些病毒病、结肠息肉的发生。而细胞凋亡增多同样可以导致疾病，如神经退行性疾病、脑卒中、心肌梗死和艾滋病(AIDS)。由此可见，细胞凋亡无论是过多还是过少，都会引起疾病，唯有保持细胞增殖与死亡的动态平衡，才能使机体正常生存。因此，充分了解细胞凋亡的规则，对研究疾病机理至关重要。我们还可以调节细胞凋亡，以达到治疗疾病的目的。对于肿瘤治疗，由于多由细胞过度增殖而引发，可以研制各种化学药物加速细胞凋亡；而对于神经退行性疾病，发病多是由于细胞凋亡过度引起，通过使用神经生长因子抑制细胞凋亡，无疑可从中获益。因此涉及凋亡的调节和执行的基因产物，对于疾病诊断和介入治疗是极具潜力的研究方向，它使得许多疾病的治愈获得新的希望。细胞凋亡基因规则的发现和进一步研究，为疾病治疗和人体调节提供了全新的思路，具有“开拓者”精神。2003年获奖者：美国科学家保罗劳特布尔（Paul Lauterbur）英国科学家彼得曼斯菲尔德（Peter Mansfield） 获奖课题：核磁共振成像技术1973年,保罗劳特布尔发现,在主磁场内附加一个不均匀的磁场，把梯度引入磁场中，从而创造了一种可视的用其他技术手段却看不到的物质内部结构的二维结构图像。他描述了怎样把梯度磁体添加到主磁体中，然后能看到沉浸在重水中的装有普通水的试管的交叉截面。除此之外没有其他图像技术可以在普通水和重水之间区分图像。通过引进梯度磁场，可以逐点改变核磁共振电磁波频率，通过对发射出的电磁波的分析，可以确定其信号来源。彼得曼斯菲尔德进一步验证和改进了在稳定磁场中使用附加的梯度磁场理论,推动了其实际应用。他发现磁共振信号的数学分析方法，为该方法从理论走向应用奠定了基础。这使得10年后磁共振成像成为临床诊断的一种现实可行的方法。他利用磁场中的梯度更为精确地显示共振中的差异。他证明，如何有效而迅速地分析探测到的信号，并且把它们转化成图像。曼斯菲尔德还提出了极快速的梯度变化可以获得瞬间即逝的图像，即平面回波扫描成像（echo-planarimaging,EPI）技术，成为20世纪90年代开始蓬勃兴起的功能磁共振成像（functionalMRI,fMRI）研究的主要手段。2004年获奖者：美国科学家理查德阿克塞尔（Richard Axel） 美国科学家琳达巴克(Linda B.Buck)获奖课题：揭示人类嗅觉系统奥秘主要工作：人类的嗅觉系统包含500万条嗅觉神经，它们负责把收到的嗅觉信息发送给大脑的嗅觉区。嗅觉神经将神经纤毛深入鼻腔黏膜中，科学家们相信，这些纤毛上一定有专门探测气味分子的蛋白质。一直以来，科学家们都在力求找到这些特殊的受体蛋白质。阿克塞尔与巴克着重于基因方面的研究给这一领域带来了全新的进展。他们在研究并没有直接针对受体蛋白，而是转向嗅觉细胞中决定蛋白质的基因。巴克首先取得了一个“非常巧妙的”新突破。她极大缩小了研究范围并且假设气味受体是一个相互关联的蛋白质家族中的成员，这样就可以从大型蛋白质族群入手研究。另外，她主张锁定只对嗅觉细胞中出现的基因进行研究。阿克塞尔称，巴克的大胆假设为她们的研究至少节省了好几年的时间。1991年，她们发现了一个大型嗅觉基因家族，该家族由近1000个编码不通气味受体蛋白的基因构成。他们的研究显示，人的嗅觉系统具有高度“专业化”的特征。主要贡献：阿克塞尔与巴克的研究从分子水平上解释了关于人类嗅觉系统的最重要也是最基本问题。在此基础上一系列相关研究得以迅速开展。同时，他们的研究结果给人类其他感官系统的研究带来了有益启示。 如，在人类舌头的味蕾种存在另一类G蛋白偶联受体家族。这对人类味觉的研究可能至关重要。2005年获奖者：澳大利亚科学家巴里马歇尔(Barry James Marshal)澳大利亚科学家罗宾沃伦(John Robin Warren)获奖课题：发现了幽门螺旋杆菌以及该细菌对消化性溃疡病的致病机理主要工作：1979年6月12日，Warren在一位患有慢性活动性胃炎患者的胃窦粘膜组织切片上第一次发现了一种无芽胞的弯形小杆菌，并第一次提出这种细菌很可能与胃炎有关。这一观点在当时引起了争议。随后，Marshall对这一研究很感兴趣，两人开始合作。通过研究大量标本切片后，发现确实有与Warren所见相同的弯形杆菌，集中于幽门腺粘液细胞的附近。通过细胞培养、自身实验和进一步的Hp鉴定，他们最终证实了幽门螺旋杆菌是引起胃炎等消化性溃疡病的原因，并推论出了其致病机理。主要贡献: 幽门螺杆菌是引起胃炎和胃溃疡的病原菌，这一发现具有深刻的意义：它最终使原来认为很难治愈的疾病在短时间内就可以治愈，从而使无数的人得以从痛苦、沮丧和麻烦中解脱出来。现在已经证实，有大约90%的十二指肠溃疡和80%左右的胃溃疡是由于幽门螺杆菌感染导致的。通过两位科学家的不断发现，使得根除幽门螺杆菌感染，全面治愈肠胃病成为可能。这是一种里程碑式的发现，他们关于幽门螺杆菌的生存环境和致病机理的研究，使得肠胃病等难治愈的顽固疾病逐步被击破。同时，他们“以身试菌”的做法充分体现出了科学精神，激励人们去研究其他慢性感染性疾病的潜在病源微生物。对于幽门螺杆菌的发现将会使人们进一步地了解慢性感染、炎症和肿瘤之间的关系。2006年获奖者：美国科学家安德鲁法尔 (Andrew Fire) 美国科学家克雷格梅洛 (Craig Mello)获奖课题：发现了RNA（核糖核酸）干扰机制主要工作：将双链RNA引发的干扰反应称为基因沉默，从RNA发现后，人们一直在致力研究RNA的干扰机制。有着充分的研究背景，菲尔和梅洛在进行线虫基因沉默的研究中，分别注射肌肉蛋白的正义RNA、反义RNA和双链RNA。结果无论是注射正义RNA，还是反义RNA，均未发现子代线虫有任何表型的变化。但被注射双链RNA的子代线虫则发生了罕见的抽搐运动，这表明肌肉蛋白的翻译受到了抑制，发生了基因沉默，并且这种影响可以遗传给子代。他们将这种双链RNA抑制基因表达的现象称为RNA干扰，把引发RNA干扰现象的RNA称为干扰RNA。他们的发现澄清了此前一系列令人们感到困惑的实验现象，并且揭示了一种遗传信息流动的控制机制。主要贡献：有迹象表明，某些小RNA分子能够通过引导基因打开或者关闭来决定某一个细胞的命运，这将会对引诱细胞形成某种特定类型的组织产生深远的影响。近年的研究发现，用这种方法，可以导致相应蛋白质无法合成，从而“关闭”特定基因，控制入侵细胞的病毒。这给人们看到了治艾滋病和癌症的新希望。这一发现带动了两方面的后续研究，一是基础研究方面，继续研究在生物体内存在的RNA基因的功能、调控机制以及和蛋白质(编码基因)的关系；二是深入研究RNA干扰现象，把RNA干扰现象用到可能应用的情况，比如说医疗实践，例如用于抑制肿瘤的和其他疾病的基因。可以说，这一发现是一个转折也是一个新的起点。2007年获奖者：美国科学家马里奥卡佩奇（Mario R.Capecchi） 美国科学家奥利弗史密西斯(Oliver Smithies)英国科学家马丁埃文斯(Martin J.Evans)获奖课题：在涉及胚胎干细胞和哺乳动物DNA重组方面的一系列突破性发现主要工作：三位获奖者共同发明了一项在生物医学领域具有划时代意义的技术小鼠“基因打靶”。1977年开始，卡佩奇开展一系列实验室研究，并且在这些研究中逐步创建了对动物细胞进行“基因靶向”的技术，由于他对“基因靶向”技术的创造性研究，被誉为“基因靶向”技术的鼻祖。同时起到奠基性作用的是史密斯。埃文斯从小鼠胚胎中第一次成功分离出未分化的胚胎干细胞，为“基因靶向”技术提供了施展本领的空间。主要贡献：基因靶向技术开创了生理学和药理学的新时代，人工设计的基因突变体小鼠的问世，让我们以全新的眼光去看待发育学、免疫学、神经科学、生理学及代谢科学等多个领域的问题。同时，用此技术我们可以“生产”出更多的有基因缺陷的动物，由此可以改造我们人类因基因缺陷而导致的疾病，如癌症、动脉粥样硬化、骨骼发育异常、毛发脱落等难治性疾病。 可以说，小鼠基因靶向技术提示我们：在将来，通过新颖的治疗手段去修正人类遗传缺陷会成为可能。2008年获奖者：德国科学家哈拉尔德楚尔豪森(Harald zur Hausen)获奖课题：发现人类乳突淋瘤病毒（HPV）导致子宫颈癌获奖者：法国科学家弗朗索瓦丝巴尔西诺西(Franoise Barr-Sinoussi)和吕克蒙塔尼(Luc Montagnier)获奖课题：发现了人类免疫缺陷病毒（HIV）主要工作：Hausen首次提出假说，即HPV可能才是真正导致宫颈癌发生的病原体，并且认为导致肿瘤发生的病毒会将其DNA长期整合到宿主肿瘤细胞的基因组里并不断被转录翻译。随后，他发现了多种HPV型号病原体，引起了该研究领域的突破，使得对于宫颈癌的筛查和早期发现成为可能。而同期获奖的Franoise Barr-Sinoussi和Luc Montagnier则是由于发现了导致AIDS（免疫缺陷综合征）的病原体HIV获奖。他们从AIDS早期患者肿大的淋巴结肿分离培养淋巴结细胞，并检测到了反转录酶的活性，得到了反转录病毒复制的直接证据，并且通过观察反转录病毒颗粒从感染细胞肿出芽释放，最终确定这一病原体（HIV）。接下来，他们发现并鉴定了这种新型人类反转录病毒的几个慢病毒亚科分离株，受到广泛关注。主要贡献：HPV致宫颈癌的发现及HIV的发现，使人们了解了这两种致病病毒复制周期以及其与宿主之间相互作用的机制，为寻找治疗和预防方法提供了依据，从而达到控制疾病的目的。这两种病毒的发现和对这两种疾病预防和治疗手段的发展，使人类看到了控制上述致命疾病的希望，同时也为人类预防和治疗其他疾病提供了新的思路。两者在其各自的领域均引领了新的风潮，相信对日后疾病的防控将有重要启示。2009年获奖者：美国科学家伊丽莎白布赖克本（Elizabeth H.Blackburn）美国科学家卡罗尔格雷德（Carol W.Greider）美国科学家杰克绍斯塔克（Jack W.Szostak）获奖课题：染色体如何受到端粒和端粒酶的保护主要工作：Elizabeth和Jack几乎同时的对研究编码核糖体RNA的基因有浓厚兴趣，1980年，他们相遇于一次学术会议，至此开始了合作。他们将四膜虫染色体末端的重复片段加在线性质粒的两端，然后转入酵母细胞结果发现质粒可以在酵母中稳定存在和复制。利用这种方法，可以将不同功能的DNA片段转入酵母细胞人工染色体的想法由此得以实现。1984年，Carol作为博士研究生进入了Elizabeth的实验室，开始了端粒末端合作机制的研究工作。她们共同研究确定了端粒DNA的延伸是通过“酶”来完成的，即端粒酶。并且随后展开了对端粒酶的特性研究。主要贡献：端粒酶和端粒的发现，有很深远的生物学意义。端粒和端粒酶的发现揭示了细胞复制过程中染色体末端的保护机制揭示了正常细胞有限分裂能力和癌细胞可以无限增殖的秘密，使人们对于细胞衰老和增殖过程有了更加深刻的认识。更重要的是，这一发现将衰老、肿瘤、干细胞等生命科学重大领域联系在一起。为相关领域的发展开辟了一条新的道路。在人类肿瘤组织细胞中，端粒酶活性过高。因此可以通过抑制端粒酶的激活来使肿瘤细胞丧失无限增殖的能力。而端粒缩短又会引起细胞衰老和凋亡，在正常细胞中引入端粒酶后会明显延长细胞的寿命。研究发现，端粒、端粒酶与衰老之间存在相关性，端粒长度随年龄升高而变短，如果能够利用端粒酶来延长端粒长度，相信可以对抗衰老。2010年获奖者：英国科学家罗伯特爱德华兹（Robert Edwards）获奖课题：发展体外授精疗法主要工作：罗伯特。爱德华兹现为英国剑桥大学教授，被称为“试管婴儿之父”。他从1958年就开始了他对人体受孕过程的研究，但当时人们对人类胚胎发育过程还不是太了解，因此爱德华兹在实施体外受精值钱必须先确定最基本的条件，在这一过程中，他揭示了许多人类生殖的秘密。1969年，他实现了世界首次的人类卵细胞试管受精，并且在1978年，实现了世界第一例“试管婴儿”的诞生。随后，他们创办了世界第一家体外受精治疗中心，帮助那些患有不孕不育的夫妇并且将体外受精疗法传授给其它医生。1999年，世界首例试管婴儿路易斯.布朗以自然生产的方式产下了自己的孩子。主要贡献：全世界大约有10%的夫妇遭受不育症的折磨，不育给这些家庭带来了痛苦和创伤，单纯药物治疗对众多不育症的疗效非常有限，但这一切都随着体外受精技术的产生而得到解决。体外受精是一种安全有效的方法，大约20%到30%的体外受精卵最终可以发育为胎儿。可以说试管婴儿技术无疑属于改善人类生活品质，为人类福祉做出了巨大贡献的那种类型的研究。并且它还是转基因、基因打靶、遗传修饰动物制备、胚胎工程等研究中的必需环节，在现代生命科学研究中有着广泛的应用。通过介绍2000年至今的各奖项，我们不难发现，21世纪越来越重视的是应用科学的发展，原因在于整个世界的发展、整个人类的发展方向，以及科学自身发展的内在趋势，都是越来越重视实际应用的。无论是细胞信号传递的发现还是基因靶向技术的突破，无一不对人类的健康和医学生理学的进一步发展有着重要的实际操作意义。而通过进一步的归纳我们发现，上述诺贝尔奖项的主要工作中，都与一类物质密切相关，那就是细胞。除却00年，01年，02年，07年等是以专门研究细胞机制和凋亡等规律而获奖之外，其它的诸如嗅觉研究、RNA干扰机制研究等，细胞也都深刻的参与其中。这充分说明了细胞生物学对21世纪生命科学发展的决定性和领导型作用。随着细胞生物学与分子生物学的进一步结合，相信这一学科将朝更加专业更加细致的方向发展，更具应用性，更具时代感。我们应该从诺贝尔获奖者身上学习到他们对科学的良好态度，要善于从知识中发掘创造力，要对自己的看法保持信心并且坚定不移，要不断实验不断改进，要勇于说出善于表达。相信，学好一门科学，绝不是只看课本可以完成，希望能够通过学习诺贝尔精神，真正将自己带入细胞生物学的世界。2011年获奖者：美国科学家布鲁斯博伊特勒生于卢森堡的法国籍科学家朱尔斯霍夫曼加拿大科学家拉尔夫斯坦曼获奖课题：表彰他们在免疫学领域取得的革命性研究成果。主要工作：人类及其他动物依靠免疫系统抵抗细菌等微生物的侵害，博伊特勒和霍夫曼发现了关键受体蛋白质，它们能够识别微生物对动物机体的攻击并激活免疫系统，这是免疫反应的第一步。斯坦曼则发现了能够激活并调节适应性免疫的树突细胞，这种细胞促使免疫反应进入下一阶段并将微生物清除出机体。这位获奖者的研究成果揭示免疫反应的激活机制，使人们对免疫系统的理解发生“革命性变化”，进而为免疫系统疾病研究提供了新的认识，并为传染病、癌症等疾病的防治开辟了新的道路。2012年获奖者：英国发育生物学家约翰-戈登日本京都大学山中伸弥获奖课题：“体细胞重编程技术”领域做出的革命性贡献主要工作：所谓细胞核重编程即将成年体细胞重新诱导回早期干细胞状态，以用于形成各种类型的细胞，应用于临床医学。一直以来，人体干细胞都被认为是单向地从不成熟细胞发展为专门的成熟细胞，生长过程不可逆转。然而，格登和山中伸弥教授发现，成熟的、专门的细胞可以重新编程，成为未成熟的细胞，并进而发育成人体的所有组织。卡罗林斯卡医学院的新闻公报称，两位科学家的发现彻底改变了人们对细胞和器官生长的理解。教科书因之改写，新的研究领域被建立起来。通过对人体细胞的重新编程，科学家们创造了诊断和治疗疾病的新方法。2013年获奖者：美国科学家詹姆斯-E. 罗斯曼兰迪- W. 谢克曼德国科学家托马斯- C. 苏德霍夫获奖课题：发现细胞内部囊泡运输调控机制主要工作：这三位科学家的研究成果解答了细胞如何组织其内部最重要的运输系统之一囊泡传输系统的奥秘。谢克曼发现了能控制细胞传输系统不同方面的三类基因，从基因层面上为了解细胞中囊泡运输的严格管理机制提供了新线索；罗思曼20世纪90年代发现了一种蛋白质复合物，可令囊泡基座与其目标细胞膜融合；基于前两位美国科学家的研究，祖德霍夫发现并解释了囊泡如何在指令下精确地释放出内部物质。细胞生命活动依赖于细胞内的运输系统。所谓囊泡运输调控机制，是