大隅良典
大隅良典 おおすみ よしのり | |
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出生 |
日本福冈县福冈市 | 1945年2月9日
国籍 | 日本 |
母校 | 东京大学 |
机构 | 洛克菲勒大学;东京大学;基础生物学研究所;综合研究大学院大学;东京工业大学 |
知名于 | 细胞自噬的分子机制研究 |
研究领域 | 细胞生物学 |
奖项 | 日本学士院奖(2006);朝日奖(2008);京都奖基础科学部门(2012);盖尔德纳国际奖(2015);文化功劳者(2015);威利奖(2016);诺贝尔生理学或医学奖(2016);文化勋章(2016);生命科学突破奖(2017) |
大隅良典(英语:Yoshinori Osumi,1945年2月9日-),日本分子细胞生物学家。现任东京工业大学前沿研究机构特聘教授、第6位东京大学特别荣誉教授[1]等职。
2016年大隅良典 因“对细胞自噬机制的发现”成为21世纪第2位诺贝尔生理学或医学奖的单人得主[2],他是历年来诺贝尔生理学或医学奖第39位单人得主,也是继2015年获奖的大村智后,第4位拿下诺贝尔医学奖的日本科学家。那时,他71岁的年纪,也远高于历年来得主的平均年龄58岁,相当不容易。[3]
- 大隅的研究经历坎坷,曾因成绩不合格无法毕业
- 他被日本人称作“搞科学的宫崎骏”,一头栽进冷门研究,最终获得诺贝尔奖肯定
- 大隅良典为何获得诺贝尔医学奖的青睐?
- 大隅的“细胞自噬”让人更长寿!
目录
坎坷的研究经历,大器晚成
在镜头下,大隅良典看上去远比实际要年轻。他那自二十多岁在美国留学时就保有的“专属"胡须"标志”,在日本,有人叫他“搞科学的宫崎骏”!
诺贝尔奖得主都有一段精彩的人生故事,大隅良典当然也不例外。不过,不同于那些顺风顺水的天之骄子,大隅良典的研究之路,相对之下就显得坎坷许多。[4]
早年受父兄影响,启发他对科学的兴趣
大隅良典在二次大战太平洋战争终战前的1945年2月9日,出生于日本福冈县,他是家中四兄弟的老小。他的父亲大隅芳雄是九州帝国大学的工科教授。小时候,他的哥哥常常买科普书籍给他看,例如,八杉龙一的《生物的历史》、三宅泰雄的《空气的发现》以及法拉第的《蜡烛的化学史》。除了从小受到父兄的影响,那些科普书籍更启发了他对科学的兴趣。[4][5]
从化学转念生物 -- 仍然是个坑
长期以来,大隅一直都很想当一位化学家。当他一路过五关斩六将,如愿以偿进入东京大学化学系的时候,尽管他对化学充满热情,他却冷静了下来思。他认为现代基础学科之一的化学体系已经发展很成熟了,他不太可能干出什么大成就或大突破。于是,他决定转去学生物。
1967年,22岁的大隅良典本科(大学)毕业后,接著又读了硕士研究所,然后到京都大学去读博士研究所。在这期间,他表现一般,没做出什么东西来。1972年,由于论文没有通过答辩,所以大隅没有在京都大学拿到博士学位。
大隅因找不到合适的工作,于是他又回东京大学读博士。花了两年时间,这次他顺利毕业了(1974年)。毕业后,他却发现很难找到工作。
无奈之下,远渡美国 -- 还是没好成绩
当时日本的科研环境不太好,可以选择的研究所职位很少。无奈之下,他拿著东京大学恩师今堀和友的推荐信,远渡太平洋到美国,进入洛克菲勒大学 杰拉尔德·埃德尔曼(Gerald Maurice Edelman)的研究室,担任博士后研究员3年(1974-1977年间)。
那时的埃德尔曼不仅长得帅,还道行高深,有很高的科研成就。他是1972年的诺贝尔生理学或医学奖得主,获奖的时候才34岁,是名副其实的青年才俊。
在大隅来到美国的第一年,1974年的诺贝尔生理学或医学奖颁给洛克菲勒大学、比利时后裔的科学家克里斯汀·德·迪夫(Christian de Duve)。他是溶酶体的发现者,也是第一个提出“自噬”这个概念的人。
在美国的3年,看似前途大好的大隅并没有好成绩,也许是还在摸索自己的研究方向。大隅回忆自己在美国的日子是“我这辈子最艰难的时光”。语言并不是他主要的障碍,最大的问题是,他一直以来都在研究大肠杆菌,而埃德尔曼实验室主要研究发育学,对此他一窍不通,只能从头学起。他抑郁又苦闷地干了一年半,这时候,实验室里来了一个名叫麦克·贾温斯基(Mike Jazwinski)的新同学。大隅打听到他的研究方向是酵母细胞内的DNA复制,于是决定加入他的研究。
从那之后,大隅就和酵母菌结下了不解之缘。他当时更没想到,他后来的研究竟会用酵母菌来研究细胞自噬。[4][5][6]
升迁之路相当缓慢
大隅返国后回到母校东京大学,按照日本大学的制度,从1977担任研究助理开始,花了将近9年的时间,才在1986年升上讲师。1988 年转至教养学部(College of Arts and Sciences)生物系担任助理教授,成立自己的研究室,他曾自嘲那是个“很小的研究室,只有3个人(他和他的两个学生)”,他在那里蹲了4 年,做关于细胞液泡(vacuole)与囊泡(vesicle)的研究。这年他已43岁了 -- 在那个年纪,很多学者已升任正教授职位了,而他才升至最基属的职位。
一直到1992年,独立发表了第一篇有关“细胞自噬”的论文。然后利用“酵母菌”陆续找到了一系列控制“细胞自噬”的基因。
随后,他在1996年离开东京大学,转至位于冈崎的国立基础生物学研究所担任教授,这年他巳51岁了。他在那里完成了许多重要的发现,直到2009年退休。
到50岁时候的大隅,还只是个副教授 -- 可以说,50岁之前的大隅,其人生算不上成功;用他自己的话来说:“我没有什么竞争力,所以必须寻求新的领域做研究,哪怕是很冷门的领域。”
然后,同年(2009年)转至东京工业大学综合研究院、前沿研究机构担任特聘教授至今。因此,他曾感慨地说,当初若没有离开东京大学,也许无法完成这些有关“细胞自噬”重要的发现。[5][6][7]
做冷门研究,竟是划时代的“细胞自噬”
做别人没有做过的事情
1977年,大隅从美国回到日本跟随Anraku教授开始从事研究之后,他就决心要做别人没有做过的事情。他曾说:“在Anraku教授实验室工作,我选择了酵母液泡作为我的研究项目,因为还没有人研究它。”[8]
“自噬”即“自我吞噬”
前面提过,1974年的诺贝尔生理学或医学奖得 克里斯汀·德·迪夫 曾经在1963年提出“自噬(autophagy)”这个词,它来自希腊语,auto-意为“自我”,phagein意为“吃”。自噬是一个涉及到细胞自身结构通过溶酶酵素体机制而被分解,机体细胞自我再生的一种过程,这个过程能快速提供能量和材料用于应急,还能用来对抗病原体、清除受损结构,简而言之,“自噬” 即“自我吞噬”之意。[9][10]
开启人们对细胞自噬的重视
细胞自体吞噬这种概念是1960年代就提出来的,但是,当时科学家们研究这种现象有困难性,使得科学家们对此一直知之甚少。直到大隅的精巧实验之后,人们才意识到它的机制,懂得了它的重要性。[11]
以下就来谈谈大隅在这方面的突破。
开始观察酵母菌
1988年,大隅升任助理教授后,成立了自己的实验室,他主要致力于观察酵母菌,做关于细胞液泡与囊泡内的蛋白质降解(degradation)的研究。液泡也是一种细胞器,它在酵母中的地位和人体中溶酶体的地位类似,而酵母细胞相对比较容易开展研究,因此科学家们常拿酵母细胞当作人类细胞模型来做实验。
但是,大隅正面临一项挑战:“酵母细胞很小,在显微镜下,它们的细胞器并不容易分辨出来。” 而此时的大隅甚至还不能确认在这种细胞内部是否存在自噬现象。[8]
证明自体吞噬过程存在于酵母细胞中
后来,大隅推论,如果能在自噬行为发生的时候阻断液泡中蛋白质分解的过程,那么自噬体就会在液泡中累积,这样就容易在显微镜下看见这些自噬体。因此,他培育出因突变而缺乏液泡降解酶的酵母细胞,并通过使细胞饥饿激发自噬。结果,实验取得了意想不到的效果,几个小时内,液泡中就充满了细小的、未被降解的囊泡,这些囊泡就是自噬体。他的实验证明酵母细胞中存在自噬现象。[11]
找到与自噬作用有关的关键基因
发现自噬体后,大隅在1993年找到了一批和自噬有关的酵母突变体。在经过一系列出色的实验之后,他利用面包酵母找到了与自噬作用有关的关键基因,将细胞自噬带入了分子时代,并随后开始致力于阐明酵母菌体内自噬作用的背后机制,并发现与之相似的复杂过程也同样存在于我们人类的细胞内。
1993年,大隅良典实验室克隆了第一个自噬基因apgl(apg 是 autophagy 的缩写)。他后续研究了数千酵母突变体,并确定了自噬过程必不可少的15个基因。[8][11][12]
发表在不起眼的期刊
1993年,大隅将他发现的自噬基因这篇文章悄悄发表到了不起眼《FEBS Letters》上。他的研究结果在当时真的没人关注,没人认为是划时代的发现,因为那时大家都认为,酵母即使缺了自噬,在正常条件下也活蹦乱跳,所以“自噬”也没什么重要性。[13]
掀起“细胞自噬”机制研究热潮
虽然在大隅公布其研究结果后,没得到太多的关注;不过几年之后,其在生理学和医学领域的功能重要性才被意识到,继而有了更多的科学家对于“自噬细胞”的作用机制进行研究,从而进一步对攻克癌症、对抗衰老、治疗帕金森病、糖尿病等人类疾病带来新希望。如今,科学家们已经在根据不同病症的“细胞自噬”来研发药物。[8][14]
另外,近年来科学家也发现,“细胞自噬”作用与生物发育以及许多其他人类疾病密切相关,如肿瘤、感染与免疫、心血管疾病、肌肉病变及神经退化性疾病等。[15][16]
独得诺贝尔生理学或医学奖
投身冷门研究,获诺贝尔奖肯定
有些科学家作研究喜欢追时髦,赶热门,日本学者大隅良典却说:“我乐于做别人不想做的事,而非人人都想凑热闹的事。”他感兴趣的这个领域可说还相当冷门,远离聚光灯的焦点。靠著早年有关“细胞自噬”作用的杰出研究成果,大隅获得2016年诺贝尔生理学或医学奖的肯定。[17]
2016年10月3日,大隅良典成为了日本第23个获得诺贝尔奖、第6个获得生理学或医学奖的科学家。[18]
为何独得?
1992年,大隅良典独自在酵母细胞中发现细胞自噬现象之后,并在1993年在实验室克隆出第一个突变酵母菌自噬基因apgl时也没有合作伙伴。而自他开始之后,才掀起了细胞自噬的研究热潮。如果没有大隅良典的细胞自噬的突破性研究,可能就没有后续更多的的研究发展。[8][12][19]
实施饥饿,排掉老废细胞!
对于普通老百姓来说,应该很关心这些研究对我们的生活有何意义和重要性?除了可以应用在上面已阐述的疾病之外,最关心的莫过于"衰老" -- 通俗地说,就是能使人更长寿。
“自噬 ”字面意思是“将自己吃掉”,实则是一种细胞自身成分降解和循环的基本过程。通俗地说,细胞可以通过降解自身非必需的成分(例如,细胞内的老化物质及有害、有毒性的物质)来提供营养和能量,维持身体健康。不少有冬眠习性的哺乳类会利用这一现象,让细胞内的无用物质再生以此维持生命。
同样地,利用“自噬 ”机制,细胞会“吃掉”自己的一些不好的细胞(例如癌细胞),以使好细胞安全度过恶劣的环境条件。
浙江大学医学院生物化学系主任刘伟说:“中国人常说的吃饭要吃七分饱,饥饿可以让细胞自噬,维持细胞的代谢,从而让人更长寿。这个理论是很有道理的。”
所以,“我饿起来,连自己都吃”-- 细胞语。[20]
给年轻人的勉励
当媒体问大隅:“是基于什么契机,让他想要做别人不想做的事(研究)?”大隅觉得:“去发现没人做的事,其实是很快乐的。”
大隅说:“我想对年轻人传达的是,科学并非都能成功,但勇于挑战是很重要的。”[21]
视频
参考资料
- ↑ 大隅良典先生に“东京大学特别栄誉教授”の称号を授与
- ↑ 诺贝尔医学奖 日本学者大隅良典独得,中央社
- ↑ 大隅良典:科学工作不一定能成功,勇于挑战的精神很重要
- ↑ 4.0 4.1 4.2 4.3 坎坷的研究经历!诺奖得主大隅良典,曾因成绩不合格无法毕业
- ↑ 5.0 5.1 5.2 诺贝尔生医奖大隅良典与细胞自噬
- ↑ 6.0 6.1 6.2 50岁还是副教授,大隅良典荣膺诺奖之路
- ↑ 大隅良典:大器晚成者
- ↑ 8.0 8.1 8.2 8.3 8.4 那么多科学家都在研究细胞自噬,为何只有大隅良典独得诺奖?
- ↑ 克里斯汀·德·迪夫 生平
- ↑ 生命奥秘:细胞自噬或许开启延年益寿大门
- ↑ 11.0 11.1 11.2 大隅良典为何获得2016年诺贝尔医学奖 ?
- ↑ 12.0 12.1 2016年诺贝尔生理医学奖特别报导 -- 发现自噬作用机制
- ↑ 曾经有一个纠错的机会摆在本届诺奖评委面前
- ↑ “细胞自噬机制”研究 为对抗衰老、治疗帕金森氏症带来新希望
- ↑ 这位日本科学家凭什么拿走2016诺贝尔医学奖?
- ↑ 大隅良典解析细胞自噬,创癌症治疗契机
- ↑ 投身冷门研究 大隅良典获诺贝尔奖肯定
- ↑ 他因研究“吃掉自己”的细胞获诺贝尔生理学或医学奖
- ↑ 2016诺贝尔生医奖:细胞自噬和大隅良典的酵母菌
- ↑ 据最新诺贝尔奖得主研究,像中国人这样吃饭更长寿
- ↑ 诺贝尔奖大隅良典勉年轻人 要勇于挑战