2023年诺贝尔生理学医学奖（教学课件）.ppt

2022年诺贝尔生理学 或医学奖-授予解开 DNA谜团的研究 2022年10月5日诺贝尔瑞典卡罗林斯卡医学院宣布，将2022年诺贝尔生理学或医学奖授予美国加利福尼亚旧金山大学的伊丽莎白布莱克本(Elizabeth Blackburn)、美国巴尔的摩约翰霍普金医学院的卡罗尔-格雷德(Carol Greider)、美国哈佛医学院的杰克绍斯塔克(Jack Szostak)以及霍华德休斯医学研究所，以表彰他们发现了端粒和端粒酶保护染色体的机理。卡罗林斯卡医学院方面称，这三人“解决了生物学上的一个重大问题，即在细胞分裂时染色体如何进行完整复制，如何免于退化。其中奥秘全部蕴藏在端粒和端粒酶上。由染色体根冠制造的端粒酶(telomerase)是染色体的自然脱落物，能引发衰老和癌症。端粒也被科学家称作“生命时钟。在新细胞中，细胞每分裂一次，端粒就缩短一次。当端粒不能再缩短时，细胞就无法继续分裂而死亡。伊丽莎白，布莱克本他们发现的端粒酶，在一些失控的恶性细胞的生长中扮演重要角色。大约90%的癌细胞都有着不断增长的端粒及相对来说数量较多的端粒酶。伊丽莎白布莱克本拥有美国和澳大利亚双重国籍。她1948年出生于澳大利亚，在澳大利亚墨尔本大学修完大学课程后，又于1975年拿到了英国剑桥大学博士学位。伊丽莎白布莱克本因学术成就卓著曾被美?时代?周刊评为年度全球最具影响力的100个人物之一。布莱克本曾在美国耶鲁大学任博士后研究员，并曾任教于美国加利福尼亚大学伯克利分校，自1990年开始担任美国加利福尼亚大学旧金山分校生物学和生理学教授。卡萝尔格雷德，美国人。她于1961年出生在美国加利福尼亚州，曾先后就读于加利福尼亚大学圣巴巴拉分校和伯克利分校，并于1987年获得博士学位，其导师正是伊丽莎白布莱克本。格雷德曾在美国科尔德斯普林实验室从事博士后研究，从1997年起她开始担任约翰斯霍普金斯大学医学院教授。杰克绍斯塔克，美国人。1952年生于伦敦，在加拿大长大。他曾先后就读于加拿大麦基尔大学和美国康奈尔大学，并于1977年在康奈尔大学获得博士学位。绍斯塔克自1979年开始在哈佛大学医学院任教，目前是马萨诸塞综合医院遗传学教授，并同时任职于美国霍华德休斯医学研究所。三名科学家，他们解决了生物学的一个重大问题：在细胞分裂时染色体如何完整地自我复制以及染色体如何受到保护以免于退化。这三位诺贝尔奖获得者已经向我们展示，解决方法存在于染色体末端端粒，以及形成端粒的酶端粒酶。“携带基因信息的DNA线状长分子挤压形成染色体，端粒就像一顶高帽子置于染色体头上。伊丽莎白-布莱克本和杰克-绍斯塔克发现端粒的一种独特DNA序列能保护染色体免于退化。卡罗尔-格雷德和伊丽莎白-布莱克本确定了端粒酶，端粒酶是形成端粒DNA的成分。这些发现解释了染色体的末端是如何受到端粒的保护的，而且端粒是由端粒酶形成的。如果端粒缩短了，细胞就会老化。相反，如果端粒酶的活动显著，端粒的长度也就能得以保持，并且细胞衰老也将延后。癌细胞就是一个例子，癌细胞被认为是具有永久生命力的。相反，某些特定的遗传疾病，会出现一些有缺陷的端粒酶这样的特征，导致损害细胞。对此诺贝尔奖颁给这一细胞根本机制的发现，这一发现有助于新的治疗措施的开展。总之，伊丽莎白-布莱克本、卡罗尔-格雷德以及杰克-绍斯塔克的发现提高了人们对于细胞的理解的深度，说明了疾病机制，有助于未来新治疗方法的开展。端粒简介 1、概念：真核细胞线性染色体末端的一组重复DNA序列，通常由富含鸟嘌呤核苷酸(G)的短的串联重复序列组成。2、组成：DNA：短的串联重复序列，不含功能基因 蛋白质：与单链富G端粒DNA结合的蛋白；与双链端粒DNA结合的蛋白 3、作用：1维持染色体的稳定性 2起细胞分裂计时器的作用 4、因为端粒长度的缩短而导致细胞分裂的停止的机制尚不清楚，目前有三种理论：第一种认为不断缩短的端粒最终将会影响到邻近的基因。第二种认为端粒DNA的完全丧失将会产生损伤的信号，这将会激活P53。第三种认为不是损伤的信号，而是缩短了的端粒本身激活了P53。端粒酶简介 1、概念：端粒酶是一种RNA与蛋白的复合体，它以自身RNA上的一个片段为模板通过逆转录合成端粒重复序列，并通过一 种RNA依赖性聚合酶如逆转录酶机制加到染色体3末端以延伸端粒。2、组成：RNA作为模板 蛋白质反转录酶 3、作用机制：在端粒DNA的复制时，端粒酶既有模板，又有逆转录酶这两方面的作用。其与端粒3端结合后，以其RNA为模板，经反转录延长端粒，从而保护DNA双链末段免遭降解及相互融合。研究端粒和端粒酶的医学意义、作为诊断肿瘤的工具 通过获得活检组织的标本作端粒酶的检测，可以鉴别病变组织的良恶性，这种方法具有很高的灵敏度及特异性。、作为肿瘤分期及预后的指标 由于端粒酶在肿瘤不同阶段表达的不同，以及与临床结果的密切关系，因此它可以作为一肿瘤分期及预后的指标。、作为治疗肿瘤途径 抑制端粒酶的活性或人为地缩短端粒的长度，都可使细胞的活力及不死性受到损伤；抑制端粒酶的活性对那些端粒长度短的肿瘤会很快起效，同时利用细胞杀伤剂与那些端粒酶抑制剂会提高疗效 有关端粒和端粒酶的的重大事件 1939年，Barbara McClintock发现玉米细 胞的染色体断裂末端容易融合 1972年，James Watson提出染色体复制的末端隐缩问题 1978年，报道四膜虫的端粒序列 1982年，端粒的发现导致人工染色体的发 明 1984年，报道酵母的端粒序列 1985年，报道四膜虫的端粒酶活性 1989年，报道四膜虫端粒酶的RNA亚基 1994年，报道酵母端粒酶的RNA亚基 1995年，报道酵母端粒酶活性 1996年，纯化了四膜虫端粒酶的催 化亚基 遗传筛选到酵母端粒酶的催化亚基 1997年，证明了四膜虫和酵母端粒酶的催化亚基 THE ENDTHE END Thank you!Thank you!