2019年度诺贝尔三大自然科学奖项全部揭晓生理学或医学奖:揭开细胞与氧气“互动”的神秘面纱
2019-10-21
科学导报 2019年58期
氧气是我们生命活动的第一需要。早在几世纪前,人类就意识到了氧气的重要作用,但是细胞如何适应变化的氧气水平长久以来仍是“未知数”。来自美国和英国的三名科学揭开了细胞如何与氧气“互动”的神秘面纱,并因此获得2019年诺贝尔生理学或医学奖。
评奖委员会说,动物需要氧气才能将食物转化成有用的能量,人们了解氧气的基础性重要作用已有数个世纪,但细胞如何适应氧气水平变化长期不为人知。今年的三名获奖科学家发现了“细胞如何感知和适应不断变化的氧气供应”,并确认了“能够调节基因活性以适应不同氧气水平的分子机制”。他们开创性的研究成果“揭示了生命中一个最基本的适应性过程的机制”,为我们理解氧气水平如何影响细胞新陈代谢和生理功能奠定了基础。
在漫长进化过程中,人类和其他动物演化出一套确保向组织和细胞充足供氧的机制。例如,人类颈动脉体中就含有感知血氧水平的特殊细胞。1938年的诺贝尔生理学或医学奖就授予相关研究,当年获奖研究揭示了颈动脉体在感知不同血氧水平后,是如何与大脑交流从而调节呼吸频率的。
除了颈动脉体对呼吸的调控机制,动物对供氧还有更为基本的生理适应机制。比如红细胞可为身体各组织运送氧气,缺氧情况下,一个关键生理反应是体内名为促红细胞生成素(EPO)的激素含量上升,从而刺激骨髓生成更多红细胞以运送氧气。自20世纪90年代起,拉特克利夫和塞门扎就开始探索这一现象背后的机制。……
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