2019诺贝尔生理学或医学奖到底奖了个啥

一年一度的科学界盛会——诺贝尔奖总算在本周拉开了前奏，昨日，万众等待的诺贝尔生理学或医学奖首要发布，得奖的是美国科学家William G. Kaelin、Gregg. L. Semenza以及英国科学家Sir Peter J. Ratcliffe。用以赞誉他们“发现了细胞怎样感知以及对氧气供给的适应性” 。

在发布获奖科学家后，相信你的微博、朋友圈必定又被各种科学解读刷屏了，不过面临动辄几千字的深入分析，或许寥寥数言却尽是拗口词汇的解读，你真的看理解了么？

假如不理解也不必怕！现在，就让咱们用最简略的故事来告知你，本年的诺贝尔生理学或医学奖究竟奖了个啥。

超级简略版：生命活动需求满足的氧气，当氧气缺乏时，细胞里的氧气含量下降，本来需求被铲除的转录调控因子HIF-1无法降解，然后让低氧应对元件能辅导细胞许多组成促红细胞生成素，然后制作更多的红细胞来运送更多的氧气。

记住了这个，你就能跟一般人嘚瑟几句了。假如你还想多嘚瑟点，请持续往下看！

你的生物教师必定告知过你一件事，生命离不开氧气（不要问我厌氧生物的生存之道）。在咱们的身体中，氧气首要参加葡萄糖的氧化，为细胞正常推陈出新活动出产能量。但当氧气供给缺乏，咱们的身体该怎样办呢？

很久以前科学家们就发现，当氧气缺乏的时分，咱们的身体会组成一种叫做促红细胞生成素的物质（Erythropoietin，EPO），它是一种糖蛋白激素，能够影响骨髓出产更多的红细胞，让更多的氧气有机会被运送到身体安排里。

这儿有一个能够让你跟他人嘚瑟的知识点：EPO仍是一种让裁判头疼的兴奋剂，有爱好的话能够点击传送门

肾脏组成的EPO能够促进骨髓发作红细胞（图片来历：beaumont.ie）

不过，科学家们想知道的是，身体是怎样知道缺氧，然后组成EPO的呢？

你的生物教师必定还告知过你另一件事，身体里各种物质的组成都离不开基因的辅导，因而也有人把基因比作身体的作业攻略。可是，身体细胞里的基因并不是存在就会表达，而是需求其他一些物质的调控，让对的基因在对的时分表达。这些操控基因表达的东西叫做“调控元件”，它也是一段DNA序列，坐落方针基因的前面。

那调控元件又是怎样知道什么时分该让方针基因表达呢？在细胞里还有一些叫做“转录调控因子”的物质，它们能够依据细胞环境的不同，选择性的结合在调控元件上，让调控元件开端作业。

简略地说，基因是操作攻略，调控元件便是决议这本攻略怎样用的操作工，而转录调控因子便是告知操作工什么时分开端作业的传令官。

所以，现在科学家想知道的问题便是，身体是怎样感知到低氧状况，然后让哪个传令官去告知哪位操作工，让细胞组成EPO的。

获奖的美国科学家之一的Gregg. L. Semenza便是发现了操作工和传令官的人，他给这个操作工，也便是调控元件起名叫低氧应对元件；给这个传令官，也便是转录调控因子起名叫低氧诱导因子1（hypoxia-inducible factor 1, HIF-1）。进一步研讨发现，HIF-1并不是一个独立的蛋白，而是由两个小蛋白组成的复合体，他给这两个小蛋白别离命名为HIF-1α和HIF-1β。

这儿还有一个能够让你跟他人嘚瑟的知识点：HIF-1α和HIF-1β并不是EPO组成的专用传令官，而是还能够参加其他的生理反应，因而在不同的研讨中，它们有过不同的姓名。

到了这儿，科学家们需求处理的问题便是，细胞是怎样感觉到低氧状况，然后让HIF-1告知低氧应对元件辅导细胞组成EPO的？

奥妙就在这个HIF-1α上。或许你会觉得，咱们的身体是首要感觉到了缺氧环境，然后才开端组成HIF-1α，然后把它跟HIF-1β组装成HIF-1开端让细胞作业的。但本相是，由于咱们的身体每天都有许多红细胞被消耗掉，所以咱们的身体里无时无刻都有许多的HIF-1α在作业，不然就没有满足的新的红细胞来保证咱们的生命了。

在这种情况下，咱们的身体采纳的战略是，平常咱们的身体会组成许多的HIF-1α，当氧气满足，一些HIF-1α就会被当成废物降解掉，而当氧气缺乏，HIF-1α的降解作业就会受阻，然后为身体留下更多的HIF-1α，让身体有更多的传令官去组成EPO。

另一位获奖者，英国科学家Sir Peter J. Ratcliffe研讨的便是这个降解进程。他发现，当氧气满足时，HIF-1α在双加氧酶的效果下被羟基化，便是HIF-1α分子上会被衔接一个羟基。羟基化的HIF-1α会进一步被泛素化，便是再衔接一个泛素分子。而这个泛素分子，就像是废物收回告知，能够告知细胞里有降解功用的分子结合在HIF-1α上，把HIF-1α降解掉。而当氧气缺乏时，细胞里的氧分子不行，双加氧酶无法对HIF-1α进行羟基化，所以降解进程也就被逼间断了。

故事到这根本就算完成了，在缺氧时，细胞里的氧气含量下降，本来需求被铲除的转录调控因子HIF-1无法降解，然后让低氧应对元件能辅导细胞许多组成促红细胞生成素，然后制作更多的红细胞来运送更多的氧气。

HIF-1α降解进程（图片来历：诺贝尔奖官网；翻译：果壳网）

不过，你认为诺贝尔奖委员会把本年的诺贝尔奖发给他们，就只是由于他们发现了这个生理进程么？尽管这个进程的确很重要，但让诺贝尔奖委员会更感爱好的是它在其他疾病中的医治含义。

在很久以前，一些医生就发现有些遗传性肿瘤患者体内的EPO和血管内皮生长因子（VEGF）水平十分高，就像人们在低氧状况下相同。前面说过，HIF-1α和HIF-1β还能够参加其他的生理反应，而人体对低氧环境的呼应暗示了是不是这个HIF-1的降解进程出了问题，才导致更多的HIF-1被保存，然后组成了过多的EPO和VEGF呢？

果不其然，第三位获奖者美国科学家William G. Kaelin就发现，当一种能整理HIF-1，姓名叫做VHL的蛋白发作变异时，这个整理进程就会出现问题。

最终一个能让你嘚瑟的知识点：为啥这个蛋白叫VHL？由于最开端描绘这种疾病的两个科学家叫冯·希佩尔（Von Hippel）和林道（Lindau），后来人们就把这种病叫做冯·希佩尔-林道病，与之相关的蛋白就叫做VHL蛋白了。

综其所述，在这个研讨的背面，是细胞里一系列蛋白、基因一起操作的成果，对这个进程的研讨有助于咱们更好的研讨一些疾病的生理进程，然后研制相应的医治手法。

作者：单少杰