美国人探寻“细胞感觉”获诺奖

2012年10月11日  来源： 光明网

美国人罗伯特・J。莱夫科维茨和布赖恩・K。科比尔卡因为对蛋白受体的研究而获得2012年度诺贝尔化学奖。

诺贝尔化学奖评审委员会认定，两名获奖者对G蛋白偶联受体的研究所获成果具有“奠基意义”，揭示了这一类重要受体发挥作用的内在机理。在新闻发布会现场，宣布这一消息后，一名委员会成员昨日向记者确认，两人获奖成果涉及医学，堪称“跨界”成果。

一位评选委员会评委还举起一杯热咖啡说，人们能看到这杯咖啡、闻到咖啡的香味、品尝到咖啡的美味以及喝下咖啡后心情愉悦等都离不开受体的作用。

寻找细胞激素“受体”

罗伯特・莱夫科维茨1943年在美国出生，1966年在哥伦比亚大学获得医学博士学位，现任美国霍华德・休斯医学研究所和杜克大学医学中心医学和生物化学教授。

莱夫科维茨及其同事的获奖研究始于1968年，针对生物细胞“感知”周围环境的能力，试图解密肾上腺素之类激素物质促生血压升高和心跳加快等生理反应的机理。这以前，科学界推测，细胞表面包含某种激素“受体”。

在莱夫科维茨的实验室内，研究人员把一种碘同位素附着到多种激素物质上，借助同位素的辐射性状追踪以至揭示多种激素受体，包括β肾上腺素受体。他的研究小组最终在细胞壁内分离出β肾上腺素受体，继而对这种受体发挥作用的机理形成了初步认识。

依照现有理解，人体包含数以10亿计个细胞，由这些细胞构成一个相互作用、精细调适的系统，而每个细胞都包含细小的受体。受体的作用，是让细胞感知所处环境，进而调整并适应环境。

确定“编码”基因

布赖恩・科比尔卡1955年在美国出生，1981年在耶鲁大学获得医学博士学位，现任斯坦福大学医学院医学以及分子和细胞生理学教授。

科比尔卡20世纪80年代加入莱夫科维茨的研究小组，接受一项挑战，即在人类染色体基因组中确定为β肾上腺素受体“编码”的特定基因。在包含浩瀚信息的人体基因组中，科比尔卡以创新方式实现了这一目标。

后续研究中，借助对与β肾上腺素受体相关基因的分析，研究人员发现这种受体与促使眼睛具备捕捉光线能力的受体相似。他们意识到，存在一整类受体，不仅形似，发挥作用的机理相同。这类受体如今名为G蛋白偶联受体。

诺奖评审委员会在向媒体发布的新闻稿中介绍，大约1000种基因为G蛋白偶联受体“编码”，与人体对光线、味觉和气味的感知以及肾上腺素、组胺、多巴胺和血清素等物质相关。评审委员会说，现有所有药物中，大约半数借助G蛋白偶联受体发挥效用。

2011年，科比尔卡实现一项新突破：他主持的研究小组捕捉到β肾上腺素受体的画面，恰逢它由某一种激素激化、向细胞发出“信号”的瞬间。评审委员会说，这一画面，集几十年研究成果于一体，是“分子层面的杰作”。

与莱夫科维茨和科比尔卡的学历以及两人的研究历程吻合，本年度诺贝尔化学奖获奖成果似乎与诺贝尔生理学或医学奖有某种“渗透”，无法界定包含更多化学因素还是更多医学因素。一名评审委员说，本年度获奖成果确实涉及化学和医学，这种“跨界”现象构成科学“美感”。审视近些年诺贝尔化学奖，获奖成果相对集中在材料学和生物化学领域；材料学多与物理关联，生物化学多与医学关联。

莱夫科维茨和科比尔卡将分享800万瑞典克朗(约合114万美元)的奖金。

G蛋白偶联受体

G蛋白偶联受体(GPCRs)构成一个巨大的分子系统，允许各种信号实现透过细胞膜在细胞之间或人体内的长距离传递，它们可以负责多种生理信号的传递，哺乳动物的很多生理活动都需要依赖G蛋白偶联受体进行，这也是很多药物发生作用的关键部分。