01年诺贝尔生理.docVIP

for their discoveries of key regulators of the cell cycle 所有由细胞构成的生物体都通过细胞分裂来增殖，一个成人的身体大约有1014个细胞，所有这些细胞都来源于一个细胞，即受精卵。同时，在成人身体中也有大量的细胞在持 续分裂，以取代那些死亡的细胞。细胞在分裂 之前必须生长到一定的大小，复制自身的染色 体，并使染色体分开而且准确地分配到两个子细胞中去。在细胞周期中，这些不同的过程是相互协调的。 本年度诺贝尔生理或医学奖的荣誉被授予关于细胞周期控制的创造性发现。这些发现确定了在包括酵母，植物，动物和人类的所有真核细胞中调节细胞周期的关键分子。这些重要的发现对细胞生长的所有方面都具有巨大影响。对细胞周期控制上的缺陷可能导致我们在肿瘤细胞中所见到的染色体类型的变化。因此，这可能在较长的一段时间内为肿瘤治疗开辟了一条新的途径。Leland H. Hartwell (1939——)因为发现了一簇控制细胞周期的特殊基因而获奖，并且发现在这些基因中有一种被称为“起始”的基因在控制每一个细胞周期的第一步中起着中心作用。Hartwell还首先引入了“检查点”的概念，对理解细胞周期很有帮助。 英国伦敦帝国研究的科学家R. Paul M. Nurse(1949——)运用遗传学和分子生物学方法，对细胞周期关键调节因子中的CDK(细胞周期素依赖激酶)进行了确认、克隆和特征描述。他了CDK的功能在进化过程中是十分保守的。CDK通过对其它蛋白质的化学修饰（磷酸化）驱细胞通过细胞周期。 英国伦敦帝国研究基金会的科学家Timothy (Tim) Hunt(1943——)因为发现了细胞周期素(cyclin)而获奖。细胞周期素是一些调节CDK功能的蛋白质。他证明了细胞周期素在每一次细胞分裂过程中都会发生周期性的降解，这个机制对细胞周期控制具有普遍的重要性。每克组织中有十亿个细胞细胞核中有染色体的细胞被与其它细胞区别开来，称为真核细胞，它们大约在二十亿年前出现在地球上。由这样的细胞组成的生物体可以是单细胞的，如酵母和变形虫，也可以是多细胞的，如植物和动物。人类的身体由大量细胞组成，平均每克组织有十亿个细胞。人类细胞的每一个细胞核都含有位于46条染色体(23对染色体)上的全部遗传物质(DNA)。 一百多年前人们已经知道细胞通过分裂进行增殖。但是直到最近的二十多年才有可能确定调节细胞周期以及细胞分裂的 分子机制。这些基本的机制在进化过程中是高度保守的并且在所有的真核生物中都以同样的方式运作。 细胞周期的时相 细胞周期由几个时相组成(见图)。在第一个时相(G1)细胞生长，体积增大。当细胞体积达到一定的大小时细胞就进入下一个时相(S)，在这个时相中进行DNA合成。细胞将自身的遗传物质进行复制(DNA复制)并且每一条染色体都产生了一份拷贝。在下一个时相(G2)对DNA复制是否完全进行检查并准备细胞分裂。随后，在有丝分裂(mitosis,M)中染色体被分开，细胞分成两个子细胞。通过这一机制子细胞分别获得完全相同的一套染色体。分裂完成之后，细胞又回到G1期，细胞周期完成。 不同类型细胞之间细胞周期的时间有很大差异，大多数哺乳动物细胞中细胞周期所需时间在10到30小时之间。处于第一个细胞周期时相(G1)的细胞并不总是能够继续进行细胞周期，相反，它们可能推出细胞周期进入一个静止的时期(G0)。细胞周期控制 细胞周期不同时相得到精确协调对所有的真核生物都是至关重要的。细胞周期时相必须按照正确的顺序进行，在前一个时相务必在下一个时相开始前完成。如果这一协调机制发生错误就可能导致染色体的改变，染色体本身或染色体的某个部分可能发生丢失、重排或者在两个子代细胞之间分配不等。这种类型的染色体改变常见于肿瘤细胞。 因此，在生物学和医学领域中，对细胞周期是如何控制的了解具有十分重要的意义。本年度诺贝尔生理或医学奖的荣誉被授予在分子水平上关于细胞在细胞周期中如何从一个时相进入下一个时相的创造性发现。 酵母细胞中的细胞周期基因 在上个世纪60年代末Leland Hartwell就已经认识到用遗传学手段研究细胞周期的可能性。他使用已经被证明非常适于进行细胞周期研究的面包酵母 (Saccharymyces cerevisiae) 作为研究模型。在1970-71年的一系列高水平实验中，他分离出一些酵母细胞，这些细胞中控制细胞周期基因发生了突变。用这种方法，他成功地确定了一百多种涉及细胞周期控制的基因，称为CDC基因(细胞分裂周期基因)。其中一种被Hartwell定为CDC28的基因控制着通过细胞周期G1期进程的第一步，因此又被称为“起始”基因。 另外，Hartwell还研究了酵母细胞对放射的敏感性。他以自己的发现为基础，引入了检查点的概念，它意味着当D