关于诺贝尔奖的课外知识(如果这次诺贝尔奖)
2019年诺贝尔生理学或医学奖已经公布,大家应该已经都知道了,得奖者是三位科学家分别是:
威廉·凯林(William G. Kaelin, Jr),彼得·J·拉特克利夫(Peter J. Ratcliffe)以及格雷格·L·塞门扎(Gregg L. Semenza)。
这三位科学家获奖的理由是:发现了细胞如何感知和适应氧气变化机制。
乍一听,好像很简单的样子~
但是,大部分非专业人士应该是说不出所以然来的,所以今天就在这里为大家简单解析一下。
一是希望大家不要再相信什么红枣、阿胶、红糖能补血的伪科学了;
二是希望能给大家的研究方向带来一点点的启发;
三是希望大家知道之后能愉快地与人聊天吹牛。
不管是专业人士,还是非专业人士,看不懂算我输!
首先,我们都知道氧气很重要,包括人类在内,绝大多数的动物都离不开氧气,有了氧气,我们才能将食物中的营养物质转化成身体必须的能量,才能生存下来;
其次,红细胞也很重要,它的作用就是往全身输送氧气,让各器官正常工作,然后再把二氧化碳送到肺部,我们呼气出去。
这二者都很重要,而且达到了一个微妙的平衡状态。但是长期以来,人们一直不清楚细胞如何适应氧气水平的变化。
虽然我们的科学家们早就知道了,当人体遇上缺氧的时候,有一种叫做促红细胞生成素(简称EPO) 的物质会增加,从而会刺激骨髓生成新的红细胞,保证有足够的红细胞工作带来氧气。
但是,问题来了——为什么氧气含量减少就会触发这个反应呢?
然后,这3位大佬的这次研究就完美解释了这个问题:
他们发现了一种调节氧气含量下降时细胞如何适应的分子开关——一种称为缺氧诱导因子的蛋白质,简称HIF。
然后,他还发现了HIF由两种不同的DNA结合蛋白组成,即所谓的转录因子,现在称为HIF-1α和ARNT。
简单来说,就是氧气足够的时候,HIF会被分解不发挥作用;
遇上缺氧的时候,HIF会增加,并且还会影响前面说的促红细胞生成素的含量。
总而言之,HIF-1控制着人体和大多数动物细胞对氧气变化的复杂又精确的反应。
然后我们再来接着聊一聊:
首先,这一发现为我们了解氧气水平如何影响细胞代谢和生理功能奠定了基础。
其次,也为贫血、心血管疾病、心肌梗塞、伤口愈合以及肿瘤等多种疾病开辟了新的临床治疗途径。
比如:倘若能通过调控HIF-1通路,促进红细胞的生成,就有望治疗贫血。而干扰HIF-1的降解,则能促进血管生成,治疗循环不良;
另一方面,由于肿瘤的生成离不开新生血管,如果我们能降解HIF-1α或相关蛋白(如HIF-2α),就有望对抗恶性肿瘤。
所以说,他们能得诺奖,当之无愧!
以上,大家应该都能看懂吧。。。
学霸姐姐只是简单地一捋,但其实其中的机制和研究历程非常地复杂,有兴趣的朋友可以自己仔细去看看。在这里,学霸姐姐想用三位大佬中的威廉·凯林的一句话:
“The most dangerous result in science is the one you were hoping for, because you declare victory and get lazy.”
——科学中最危险的结果就是你所希望的结果,因为你会宣布胜利并变得懒惰。
大佬们永远不会止步于当前的胜利,也不会就此停住脚步,他们都在致力于研究可能的癌症治疗方法。
尽管如此,还是希望大家日后有一天能够有变懒的机会。
(以上内容来自知乎@生物女学霸)
好了,说了这么多,大家可能又要问了:诺贝尔奖这些虽然看起来很厉害的样子,可跟我们这些高中生又有什么瓜系呢?
当然有关系啦~要知道与热点相关的知识,可经常都是试卷上的常客呢。接下来我们找了我们学而思网校的陆巍巍老师跟大家好好聊一聊~
①细胞的呼吸作用:可能涉及呼吸作用的过程以及氧气浓度对呼吸方式的影响;
②基因的表达和调控:从缺氧诱导因子(HIF)的产生和浓度调控出发,考察基因的表达过程,以及基因表达的调控;
③癌细胞的形成与治疗:HIF-1α及相关蛋白的表达调控,可能是肿瘤治疗的新思路,由此可能考察细胞的癌变,以及治疗方式;
④体液调节:氧气含量的变化对相关细胞基因表达的影响,属于体液调节现象,我们课内还学过二氧化碳对呼吸的调节,由此入手可能考察体液调节,尤其是非激素类的相关作用过程以及机理。
好啦,重点都列出来啦,同学们快拿小本子记下来吧~
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