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破解氧气感应机制谜题_健康
(2019-10-09 13:46) 新闻来源: 作者:邹平新闻中心

今年诺贝尔奖获得者的开创性发现,解释了生命中最重要的氧气适应过程的机制。他们为我们了解氧水平如何影响细胞代谢和生理功能奠定了基础。他们的系列成果,也为抗击贫血、癌症和许多其他疾病的新策略铺平了道路。

氧气的化学式为O2,约占地球大气的五分之一。氧气对动物生?????????命至关重要,几乎所有动物细胞中的线粒体都会利用氧气,将食物转化为有用的能量。1931年诺贝尔生理学或医学奖的获得者奥托·沃伯格揭示出,这种转换是酶促过程。

在进化过程中,生命体发展了确保向组织和细胞充分供氧的机制。颈动脉作为大血管,包含专门的细胞,可以感应血液中的氧气含量。1938年的诺贝尔生理学或医学奖成果发现,颈动脉体进行血氧感知后,通过与大脑直接通信来控制呼吸频率。

缺氧诱导因子被发现

除了对低氧水平(低氧)进行颈动脉体控制的快速适应外,还有其他一些基本的生理适应性。对缺氧的关键生理反应是促红细胞生成素(EPO)激素水平的升高,这会导致红血球产量的增加(促红细胞生成)。激素控制红细胞生成的重要性在20世纪初就已为人所知,但是这种过程如何由氧本身控制仍然是个谜。

格雷格·塞门扎研究了EPO基因,以及如何通过改变氧气含量来调节它。通过使用基因修饰的小鼠,显示了位于EPO基因旁边的特定DNA片段介导了对缺氧的反应。

彼得·拉特克利夫还研究了EPO基因的氧依赖性调节,两个研究小组都发现,几乎所有组织中都存在氧传感机制,而不仅存在于通常产生EPO的肾细胞中。这些重要发现表明,该机制在许多不同的细胞类型中是通用的。

塞门扎希望确定介导这种反应的细胞成分。在培养的肝细胞中,他发现了一种蛋白质复合物,该复合物以一种依赖氧气浓度的方式与上述DNA片段结合。他称这种复合物为缺氧诱导因子(HIF)。塞门扎致力于纯化这种诱导因子,并作出了包括鉴定编码HIF基因在内的关键发现。

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