如何通俗地理解 2019 年诺贝尔生理学或医学奖?细胞是如何感知和适应氧气的?

请看我们的漫画解读《2019诺贝尔生理学奖:懂得垃圾分类的细胞因子!》。首先我要说明一下,我本人并不是生物学专业的。并且,由于漫画的篇幅有限,构思和绘制漫画的时间有限(只有4个小时),我们对研究内容做了非常多的简化。其中一些比喻可能有不够贴切,请各位读者批评指正。

感到缺氧时,人体细胞就会分泌一种激素,让身体多生产点儿红细胞,尽快恢复氧气的供应。

可见,缺氧并不可怕,因为人体细胞能够探测氧气的浓度,并随时作出反应。那么,人体细胞又是怎么做到的呢?

美国医学家格雷格·塞门扎,和英国医学家彼得·拉特克利夫发现,这是因为在人体细胞中,有一种懂得垃圾分类的细胞因子,叫作缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)

他们发现,如果氧气浓度太低,缺氧诱导因子-1α就会进入细胞核,给相关的基因通报情况,让细胞赶紧做出反应。

那么,当人体不缺氧时,缺氧诱导因子-1α又在做什么呢?这时它完全不发挥作用,因为它被人体当作垃圾分解掉了。

这又是怎么回事呢?

美国医学家小威廉·凯林,和彼得·拉特克利夫陆续发现,这是因为在人体细胞中,还有一帮分子在默默地搞垃圾分类。

具体地说,当人体不缺氧时,氧气和一种叫作VHL的分子,会将缺氧诱导因子-1α,标记成了“易腐垃圾”。于是,细胞就会把它分解掉,防止人体过度反应。

这种缺氧保护机制十分重要。正常细胞固然离不开它,但癌细胞更加离不开它!

科学家推测,如果能够发明一种药物,用它打破癌细胞的缺氧保护,就有可能抑制癌细胞的生长,甚至杀死癌细胞!

为了表彰他们发现细胞感知和适应环境含氧量的相关机制,诺奖委员会授予小威廉·凯林,彼得·拉特克利夫和格雷格·塞门扎,2019诺贝尔生理学或医学奖!

注:

  1. 相关药物有的已经上市,有的仍在研究中,请不要相信非专业人员的虚假宣传。
  2. 缺氧诱导因子-1α进入细胞核后,需要先与另一种叫作ARNT的分子结合,形成一种蛋白复合物,然后才能发挥激活相关基因的作用。

3. 除了癌细胞之外,缺氧保护还与很多人体疾病有关。

参考文献

1.诺贝尔奖官方资料

作者:Sheldon 对白、美指:牛猫 绘制:赏鉴 排版:MX 鸣谢:odette

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来源:知乎 www.zhihu.com

作者:松鼠会Sheldon

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