2009年諾貝爾獎生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎端粒與端粒酶

2009年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎——端粒與端粒酶學(xué)號：姓名：專業(yè)：2021/10/1012009年10月5日諾貝爾瑞典卡羅林斯卡醫(yī)學(xué)院宣布，將2009年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎授予美國加利福尼亞舊金山大學(xué)的伊麗莎白·布萊克本(ElizabethBlackburn)、美國巴爾的摩約翰·霍普金醫(yī)學(xué)院的卡羅爾-格雷德(CarolGreider)、美國哈佛醫(yī)學(xué)院的杰克·紹斯塔克(JackSzostak)以及霍華德休斯醫(yī)學(xué)研究所，以表彰他們發(fā)現(xiàn)了端粒和端粒酶保護(hù)染色體的機(jī)理。2021/10/1021簡介2獲獎科學(xué)家4

獲獎成果—端粒酶5獲獎成果的理論意義和應(yīng)用前景3獲獎成果—端粒2009年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎2021/10/103卡羅林斯卡醫(yī)學(xué)院方面稱，這三人“解決了生物學(xué)上的一個重大問題”，即在細(xì)胞分裂時染色體如何進(jìn)行完整復(fù)制，如何免于退化。其中奧秘全部蘊(yùn)藏在端粒和端粒酶上。由染色體根冠制造的端粒酶(telomerase)是染色體的自然脫落物，能引發(fā)衰老和癌癥。端粒也被科學(xué)家稱作“生命時鐘”。在新細(xì)胞中，細(xì)胞每分裂一次，端粒就縮短一次。1.簡介2021/10/104當(dāng)端粒不能再縮短時，細(xì)胞就無法繼續(xù)分裂而死亡。伊麗莎白，布萊克本他們發(fā)現(xiàn)的端粒酶，在一些失控的惡性細(xì)胞的生長中扮演重要角色。大約90%的癌細(xì)胞都有著不斷增長的端粒及相對來說數(shù)量較多的端粒酶。2021/10/105伊麗莎白·布萊克本(ElizabethBlackburn澳大利亞2009年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獲獎科學(xué)家卡蘿爾·格雷德(CarolGreider)杰克·紹斯塔克(JackSzostak)美國英國倫敦2021/10/106伊麗莎白·布萊克本(ElizabethBlackburn)?1948年出生于澳大利亞，擁有美國和澳大利亞雙重國籍。?1975年拿到英國劍橋大學(xué)博士學(xué)位。?

1990年開始擔(dān)任美國加利福尼亞大學(xué)舊金山分校生物學(xué)和生理學(xué)教授。?2007年伊麗莎白·布萊克本因?qū)W術(shù)成就卓著曾被美國《時代》周刊評為年度全球最具影響力的100個人物之一。2.獲獎?wù)?021/10/107杰克·紹斯塔克(JackSzostak)美國人。1952年生于倫敦，在加拿大長大。1977年在康奈爾大學(xué)獲得博士學(xué)位。師從中國工程學(xué)院外籍院士吳瑞教授目前是馬薩諸塞綜合醫(yī)院遺傳學(xué)教授，并同時任職于美國霍華德·休斯醫(yī)學(xué)研究所2.獲獎?wù)?021/10/108卡蘿爾·格雷德(Carolreider)1961年出生在美國加利福尼亞州，1987年獲得博士學(xué)位，其導(dǎo)師正是伊麗莎白·布萊克本，之后曾在美國科爾德斯普林實驗室從事博士后研究1997年起開始擔(dān)任約翰斯·霍普金斯大學(xué)醫(yī)學(xué)院教授2.獲獎?wù)?021/10/109193019781980赫爾曼·馬勒和芭芭拉·麥克林托克發(fā)現(xiàn)染色體末端的一個特殊結(jié)構(gòu)他們認(rèn)為該結(jié)構(gòu)可以阻止染色體彼此黏附,并設(shè)想其可能具有保護(hù)性作用。3.獲獎成果—端粒的發(fā)現(xiàn)赫爾布萊克波恩在研究一種簡單的池生生物四膜蟲的染色體時,獲得了一個突破性的發(fā)現(xiàn),在該動物編碼核糖體RNA的染色體兩端是一個重復(fù)的DNA序列,5′(C-C-C-C-A-A)n3′,其中n在20和7之間。布萊克波和紹斯塔克,兩人決定在相差甚遠(yuǎn)的不同物種中進(jìn)行交叉研究

。

2021/10/1010紹斯塔克進(jìn)而對酵母端粒的結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)酵母與四膜蟲的端粒結(jié)構(gòu)非常相似,而端粒片段長度的不同反映了染色體中DNA數(shù)量的差別。他們發(fā)現(xiàn)來自四膜蟲的端粒DNA可對酵母菌的染色體起到保護(hù)作用從而證明了其功能的保守性。1982紹斯塔克研究小組構(gòu)建了世界上第一個酵母人工染色體紹斯塔克與布萊克波恩攜手成功組裝出兩端為CCCCAA序列的微型染色體。當(dāng)這些微型染色體注入到酵母細(xì)胞中后,在細(xì)胞分裂時,這種CCCCAA的DNA序列在復(fù)制時對染色體起到了保護(hù)作用,他們首次將這些遺傳保護(hù)帽命名為“端?！?Telomere）2021/10/10113.獲獎成果—端粒2021/10/1012

3.獲獎成果—端粒2021/10/1013概念組成作用真核細(xì)胞線性染色體末端的一組重復(fù)DNA序列，通常由富含鳥嘌呤核苷酸(G)的短的串聯(lián)重復(fù)序列組成。由端粒蛋白和端粒DNA組成對染色體有保護(hù)作用端粒序列具有高度保守性缺陷端粒DNA復(fù)制時，負(fù)責(zé)復(fù)制的酶不能復(fù)制線性DNA分子尾部，這樣就在端粒區(qū)域產(chǎn)生一段單鏈區(qū)域，導(dǎo)致部分端粒

DNA的丟失，經(jīng)過一次次復(fù)制端粒便會慢慢地縮短，當(dāng)端粒縮短至一定程度，細(xì)胞無法繼續(xù)分裂，并在形態(tài)和功能上都表現(xiàn)出衰老特征3.獲獎成果—端粒2021/10/1014格雷德在細(xì)胞抽提物中發(fā)現(xiàn)酶活性的標(biāo)志在發(fā)現(xiàn)端粒的結(jié)構(gòu)和功能后格雷德在其導(dǎo)師布萊克波恩帶下開始研究端粒DNA的合成是否由未知的酶控制1984經(jīng)過試驗排除端粒序列是由內(nèi)源DNA為模板,

格雷德與導(dǎo)師共同將這種酶命名為——端粒酶(Telomerase)4.獲獎成果—端粒酶的發(fā)現(xiàn)2021/10/10154.獲獎成果—端粒酶2021/10/1016RNA（作為模板）蛋白質(zhì)（反轉(zhuǎn)錄酶）在端粒DNA的復(fù)制時，端粒酶既有模板，又有逆轉(zhuǎn)錄酶這兩方面的作用。其與端粒3′端結(jié)合后，以其RNA為模板，經(jīng)反轉(zhuǎn)錄延長端粒，從而保護(hù)DNA雙鏈末段免遭降解及相互融合。

組成端粒酶是一種RNA與蛋白的復(fù)合體，它以自身RNA上的一個片段為模板通過逆轉(zhuǎn)錄合成端粒重復(fù)序列，并通過一種RNA依賴性聚合酶（如逆轉(zhuǎn)錄酶）機(jī)制加到染色體3’末端以延伸端粒。4.獲獎成果—端粒酶

作用

概念2021/10/1017端粒的保護(hù),維持和端粒的縮短形成了端粒調(diào)節(jié)的對立統(tǒng)一體“一方面，對端粒的保護(hù)維持了遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定性，而另一方面，DNA復(fù)制的內(nèi)在特性卻注定了體細(xì)胞的壽命”生殖細(xì)胞中端粒酶的活性保證了端粒初始長度的恒定，而體細(xì)胞缺乏端粒酶活性而