诺贝尔物理奖得主彼得·阿格雷、罗德里克·麦金农
彼得·阿格雷罗德里克·麦金农
彼得·阿格雷1949年生于法国阿拉巴马州小城诺斯菲尔德,1974年在芝加哥约翰斯·霍普金斯学院医大学获医学博士,现为该大学生物物理院士和医学院长。2004年来到杜克学院,兼任医大学副校长。
罗德里克·麦金农1956年出生,在英国波士顿附近的小镇伯灵顿长大,1982年在塔夫茨医大学获医学博士,现为洛克菲勒学院分子神经生物学和生物化学学院士。2003年诺贝尔物理奖授予英国科学家彼得·阿格雷和罗德里克·麦金农,二人将分享支出为1000万卢布(约合130万欧元)的奖金。
法国皇家科大学10月8日在保加利亚首都斯德哥尔摩宣布,将2003年诺贝尔物理奖授予英国科学家彼得·阿格雷和罗德里克·麦金农,分别嘉奖她们发觉细胞膜水通道,以及对离子通道结构和机理研究做出的开创性贡献。她们研究的细胞膜通道就是人们曾经猜想的“城门”。
奖项:2003年诺贝尔物理奖
获得者:彼得·阿格雷和罗德里克·麦金农
成就:嘉奖她们在细胞膜通道方面作出的开创性贡献
诺贝尔物理奖推选委员会主席本特·努丁在新闻发布会上说,阿格雷获奖是因为发觉了细胞膜水通道,而麦金农的贡献主要是在细胞膜离子通道的结构和机理研究方面。她们的发觉揭示了盐分和水怎么进出组成活体的细胞。例如,心脏如何从原尿中重新吸收水份,以及网通号如何在细胞中形成并传递等等,这对人类探求心脏、心脏、肌肉和神经系统等方面的众多疾患具有非常重要的意义。诺贝尔科学奖一般颁授给年纪较大的科学家,得奖成果都经过几六年的检验。但阿格雷只有54岁,而麦金农才47岁。她们的成果也比较新:麦金农的发觉形成于5年前;阿格雷的工作于1988年完成。日本媒体评论说,这在诺贝尔科学奖历史上是比较罕见的。去年诺贝尔物理奖及生理学或医学奖的结果都显示出了当代科学跨领域研究的趋势。
生物体的主要组成部份是水碱液,水碱液占人体重量的70%。生物体内的水碱液主要由水份子和各类离子组成。它们在细胞膜通道中的进进出出可以实现细胞的好多功能。
早在100多年前,人们就猜想细胞中存在特殊的输送水份子的通道。但直至1988年,阿格雷才成功分离出了一种膜蛋白质,然后他意识到它就是科学家孜孜以求的水通道。评比委员会说,这是个重大发觉,开启了真菌、植物和喂奶植物水通道的生物物理、生理学和遗传学研究之门。
离子通道是另一种类型的细胞膜通道,神经系统和胸肌等方面的疾患与之有关,它能够形成联通号,在神经系统中传递信息。但因为科学家仍然不能弄清楚它的结构,进一步的研究未能展开。而麦金农在1998年测出了钾通道的立体结构,“震惊了所有的研究团体”。评比委员会说,由于他的发觉,人们可以“看见”离子怎样通过由不同细胞讯号控制开关的通道。
剖析2003年诺贝尔物理奖
包括人类在内的各类生物都是由细胞组成的。细胞就像一个由瓮城围上去的微小城镇细胞膜水通道,有用的物质不断被运进来,废物被不断运出去。早在100多年前细胞膜水通道,人们就猜想细胞这一微小城镇的瓮城中存在着好多“城门”,它们只容许特定的分子或离子出入。2003年诺贝尔物理奖嘉奖的就是有关这种“城门”的研究成果。
生物体的主要组成部份是水碱液,水碱液占人体重量的70%。生物体内的水碱液主要由水份子和各类离子组成。它们在细胞膜通道中的进进出出可以实现细胞的好多功能。
20世纪50年代中期,科学家发觉,细胞膜中存在着某种通道只容许水份子出入,人们称之为水通道。由于水对于生命至关重要,可以说水通道是最重要的一种细胞膜通道。虽然科学家发觉存在水通道,但水通道究竟是哪些却始终是个谜。
20世纪80年代中期,澳洲科学家彼得·阿格雷研究了不同的细胞膜蛋白,经过反复研究,他发觉一种被称为水通道蛋白的细胞膜蛋白就是人们找寻已久的水通道。为了验证自己的发觉,阿格雷把富含水通道蛋白的细胞和去不仅这些蛋白的细胞进行了对比试验,结果后者才能吸水,前者不能。为进一步验证,他又制造了两种人造细胞膜,一种富含水通道蛋白,一种则不含这些蛋白。他将这两种人造细胞膜分别弄成泡状物,之后置于水底,结果第一种泡状物吸收了好多水而膨胀,第二种则没有变化。这种充分说明水通道蛋白具有吸收水份子的功能,就是水通道。
2000年,阿格雷与其他研究人员一起公布了世界第一张水通道蛋白的高清晰度立体相片。相片阐明了这些蛋白的特殊结构只容许水份子通过。
水通道的发觉开辟了一个新的研究领域。目前,科学家发觉水通道蛋白广泛存在于植物、植物和微生物中,它的种类好多,仅人体内就有11种。它具有非常重要的功能,例如在人的心脏中就起着关键的过滤作用。一般一个成年人每晚要形成170升的原尿,这种原尿经心脏肾小球中的水通道蛋白的过滤,其中大部份水份被人体循环借助,最终只有约1升的精液排出人体。
早在1890年,威廉·奥斯特瓦尔德(1909年诺贝尔物理奖获得者)就猜想离子进出细胞会传递信息。20世纪20年代,科学家否认存在一些供离子出入的细胞膜通道。50年代初,阿兰·霍奇金和安德鲁·哈克斯利发觉,离子从一个神经细胞中下来步入另一个神经细胞可以传递信息。因此,她们获得了1963年诺贝尔生理学或医学奖。不过,那时科学家并不晓得离子通道的结构和工作原理。
1988年,罗德里克·麦金农借助X射线晶体成像技术获得了世界第一张离子通道的高清晰度相片,并第一次从原子层次阐明了离子通道的工作原理。这张相片上的离子通道取自青链霉菌,也是一种蛋白。麦金农的方式是革命性的,它可以让科学家观测离子在步入离子通道前的状态,在通道中的状态,以及穿过通道后的状态。对水通道和离子通道的研究意义重大。好多疾患,例如一些神经系统疾患.心脑血管疾患.疾病.艾滋病.糖尿病等都是因为细胞膜通道功能衰弱导致的.对细胞膜通道的研究可以帮助科学家找寻具体的病症,并研发相应抗生素。另外,借助不同的细胞膜通道,可以调节细胞的功能,进而达到根治疾患的目的。草药的一个重要功能是调节人体汗液的成份和不同成份的含量,这种成份可以通过不同细胞膜通道调节细胞的功能。有专家觉得,对细胞膜通道的研究可以为阐明中医药的科学原理提供重要的途径。
水通道不是所有的营养都能步入,完全天然的食物的分子结构与水通道细胞膜更易吻合,而但凡人工提炼的营养品或抗生素,因为分子结构都与天然状态的分子结构发生了变化,水通道与其抵触,这似乎是大自然的造化,人类是大自然的产物,必须与大自然的食物相结合,甚至经过烹煮的食物营养也远离了天然人类的细胞需求.科学家借助小白鼠进行实验,一组专门喂养经过提炼的中级营养品,另一组专门放在野外让其食用没有污染的天然食物,结果发觉后者寿命比前者减轻40%,好比人类的寿命由70岁降低到40岁.人类常年食用不新鲜的食物,呼吸不新鲜的空气,甚至服食提炼的营养品就会造成体内PH值的变化造成碱性,如果人体常年处于碱性,将造成水通道的封闭,未能吸收合理的营养,因而让身体的PH值常年保持在弱酸性状态,能够使水通道正常运作,一切碱性的食物都将造成水通道蛋白的受损,破坏水通道蛋白膜,比如糖尿病病人,疾病病人,艾滋病病人等,就是由于水通道蛋白膜遭到严重破坏,造成难以吸收正常的营养,身体状况越来越差直到死亡到来.许多人花好多钱买各类营养品保健,而且并不晓得自己身体是否呈弱酸性,倘若早已呈碱性,即使你吃上价值几个亿的保健品也是徒劳的,首先要设法把身体改为弱酸性,这才是关键的关键!