公共交通工具在不同的目的地間往來(lái),，司機(jī)通常會(huì)在規(guī)定的時(shí)間送達(dá)乘客。在細(xì)胞內(nèi)部也存在著這樣一類交通工具——囊泡,，它們更加智能和精準(zhǔn),，能夠?qū)⒁葝u素等分子在正確的時(shí)間運(yùn)送到正確的地方。這樣精巧的運(yùn)輸系統(tǒng),，支撐著細(xì)胞正常的新陳代謝,，確保生命的延續(xù)。

　　北京時(shí)間10月7日晚,，瑞典卡羅琳醫(yī)學(xué)院將2013年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)授予兩位美國(guó)科學(xué)家與一位德國(guó)科學(xué)家：詹姆斯·羅斯曼,、蘭迪·謝克曼和托馬斯·祖德霍夫。正是他們,，共同揭開(kāi)了細(xì)胞內(nèi)部囊泡運(yùn)輸調(diào)控機(jī)制的神秘面紗,，展示了一個(gè)基本的細(xì)胞生理過(guò)程的種種細(xì)節(jié)。這一發(fā)現(xiàn)有助于更清晰地認(rèn)識(shí)疾病和生命,。

　　洞悉“囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制”

　　“這一基礎(chǔ)研究成果能夠獲得2013年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng),，對(duì)細(xì)胞生物學(xué)研究領(lǐng)域的科學(xué)家是極大的鼓舞。”中科院上海生科院生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所研究員鮑嵐接受采訪時(shí),，表達(dá)了自己和同道的喜悅之情,。

　　據(jù)諾貝爾獎(jiǎng)委員會(huì)官方網(wǎng)站的表述，細(xì)胞猶如繁忙而巨大的港口,，將正確的貨物在正確的時(shí)間運(yùn)送到正確的地點(diǎn)是最為要緊的,，囊泡就是港口的“穿梭巴士”。人們?cè)缫蚜私獯罅糠肿樱础俺丝汀保┦恰按畛恕蹦遗菰诩?xì)胞內(nèi)外往來(lái),，卻一直不了解這輛巴士是如何確定自己的啟程時(shí)間及目的地的,。

　　鮑嵐解釋說(shuō)，囊泡是由單層膜包裹的精細(xì)結(jié)構(gòu),，從幾十納米到數(shù)百納米不等,。囊泡運(yùn)輸是細(xì)胞內(nèi)部的一種基本和重要的物質(zhì)運(yùn)輸方式。目前發(fā)現(xiàn),，通過(guò)囊泡運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)主要有兩類：一類是囊泡膜上的膜蛋白和脂類等,，主要用于細(xì)胞活動(dòng)過(guò)程中膜成分的新陳代謝和信號(hào)傳遞等；另一類是囊泡的內(nèi)含物,，包括神經(jīng)遞質(zhì),、激素、各種酶和細(xì)胞因子等,，用于細(xì)胞內(nèi)膜性細(xì)胞器之間物質(zhì)的交流和實(shí)施特定的功能,，或分泌到細(xì)胞外調(diào)節(jié)自身及其他細(xì)胞功能。

　　早在上世紀(jì)70年代,，蘭迪·謝克曼便利用酵母作為模型,，開(kāi)始研究其遺傳學(xué)基礎(chǔ)。在基因篩選過(guò)程中,，謝克曼分離出一類異常轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制的酵母細(xì)胞,。這株酵母的“運(yùn)輸狀況”與混亂的公共交通系統(tǒng)類似，囊泡都堆積在細(xì)胞的某一個(gè)角落,。隨后,，謝克曼發(fā)現(xiàn)了導(dǎo)致這一擁堵?tīng)顩r的罪魁禍?zhǔn)住惥幋a調(diào)節(jié)囊泡運(yùn)輸關(guān)鍵蛋白的基因。

　　上世紀(jì)80年代~90年代,，詹姆斯·羅斯曼在哺乳動(dòng)物細(xì)胞研究中發(fā)現(xiàn)了囊泡與“乘客”精確對(duì)接的奧秘——囊泡的膜及目的細(xì)胞器的膜上均有高度特異性的蛋白復(fù)合物,，兩者能夠像拉鏈一樣緊密嵌合，從而使囊泡融合到細(xì)胞膜之中,，由此解決了囊泡“釋放”問(wèn)題,，確保了“乘客”準(zhǔn)確、及時(shí)到達(dá),。更為重要的是,，回顧蘭迪·謝克曼發(fā)現(xiàn)的控制囊泡運(yùn)輸?shù)年P(guān)鍵基因中,，含有編碼詹姆斯·羅斯曼教授所發(fā)現(xiàn)的蛋白質(zhì)復(fù)合物的基因，說(shuō)明囊泡運(yùn)輸在進(jìn)化上的保守性,。從低等生物（酵母）到高等生物（哺乳動(dòng)物）均存在囊泡運(yùn)輸,，說(shuō)明它是生命活動(dòng)的基本途徑。

　　如果說(shuō)羅斯曼與謝克曼的發(fā)現(xiàn)可以解釋囊泡作為一輛“穿梭巴士”是如何準(zhǔn)確接送“乘客”的,，那么祖德霍夫的研究成果則闡明細(xì)胞運(yùn)輸系統(tǒng)在時(shí)間上的精確性,，并指出“乘客”須有指令方能下車的信號(hào)問(wèn)題。上世紀(jì)90年代,，祖德霍夫聚焦于神經(jīng)細(xì)胞中的鈣離子敏感蛋白,，描摹出鈣離子流動(dòng)的分子機(jī)制，并發(fā)現(xiàn)了突觸囊泡感受外界信號(hào)的關(guān)鍵因子和關(guān)鍵蛋白——鈣離子和鈣結(jié)合蛋白,，通過(guò)它們,，突觸小泡接受信號(hào)，快速準(zhǔn)確地釋放,，完成神經(jīng)信號(hào)的傳遞,。

　　“奇妙小世界”充滿挑戰(zhàn)

　　在10月7日的《福布斯》雜志網(wǎng)站上，有這樣的評(píng)論：“當(dāng)今社會(huì)是分子生物學(xué)的全盛時(shí)期,，人們都在討論基因如何形成特定蛋白質(zhì),，基因如何排序等,。與分子生物學(xué)相比,，看起來(lái)毫無(wú)魅力的細(xì)胞生物學(xué)是十分繁復(fù)困難的學(xué)科，而發(fā)現(xiàn)細(xì)胞運(yùn)輸系統(tǒng)背后的分子機(jī)制,，揭示了細(xì)胞貨物如何在正確的時(shí)間被運(yùn)送到正確的細(xì)胞靶點(diǎn),，在推動(dòng)細(xì)胞生物學(xué)發(fā)展上有無(wú)可比擬的作用?！?

　　作為細(xì)胞生物學(xué)研究者,，鮑嵐說(shuō)：“分子生物學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)需要相互補(bǔ)充，基因編碼固然神奇,，但它所形成的蛋白質(zhì)要在細(xì)胞內(nèi)裝配成各種小的功能單元,，包括囊泡，最終實(shí)現(xiàn)功能,?！?

　　在鮑嵐看來(lái)，細(xì)胞生物學(xué)所追求的最高境界就是,，可以在活的細(xì)胞內(nèi)實(shí)時(shí)看到內(nèi)部是如何活動(dòng)的,，如何應(yīng)對(duì)外部環(huán)境的變化。而要達(dá)到這樣的目標(biāo),，難度很大,，充滿了挑戰(zhàn),。

　　北京大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院人體解剖學(xué)與組織胚胎學(xué)系主任張宏權(quán)教授也表示贊同?！笆聦?shí)上,，分子生物學(xué)是為了解決細(xì)胞生物學(xué)所面臨的問(wèn)題而誕生的，細(xì)胞仍是生命個(gè)體存在的單位,，就像家庭是社會(huì)的細(xì)胞一樣,。因此，了解細(xì)胞是認(rèn)識(shí)生命的基礎(chǔ),。對(duì)于細(xì)胞的研究,，仍是前沿科學(xué)家所追求的?！?

　　談及“細(xì)胞內(nèi)部囊泡運(yùn)輸調(diào)控機(jī)制”未來(lái)的應(yīng)用前景是什么,？北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院研究員張晨表示，上述研究成果是通過(guò)理解分子細(xì)胞生物學(xué)機(jī)理來(lái)解釋生命的基本過(guò)程,，屬于非?；A(chǔ)的研究領(lǐng)域。但也正因?yàn)樗且粋€(gè)基本的生物學(xué)現(xiàn)象,，因此一旦其調(diào)控或轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中出現(xiàn)缺陷,，就會(huì)引發(fā)一系列疾病發(fā)生?！皳Q句話說(shuō),，正是因?yàn)閷?duì)生命基本過(guò)程的認(rèn)知越來(lái)越明晰，對(duì)疾病的發(fā)生發(fā)展機(jī)制才能有更深入的理解,，從而推進(jìn)有針對(duì)性的靶向治療方法逐一誕生,。”

　　張宏權(quán)則表示,，許多人類疾病從本質(zhì)上講就是生物大分子運(yùn)輸錯(cuò)誤或不能被有效運(yùn)輸排除掉造成的,，如神經(jīng)系統(tǒng)疾病、糖尿病及免疫系統(tǒng)的疾病等,。針對(duì)細(xì)胞囊泡運(yùn)輸機(jī)制的研究為新藥物的設(shè)計(jì)和研發(fā)提供了新途徑,，預(yù)期將有針對(duì)生物大分子運(yùn)輸錯(cuò)誤的藥物產(chǎn)生。 

　　張晨告訴記者,，當(dāng)前我國(guó)有越來(lái)越多從事囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)研究工作的人員都曾在國(guó)際知名實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)工作,，目前我國(guó)已經(jīng)有100多個(gè)實(shí)驗(yàn)室正在開(kāi)展與囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)有關(guān)的研究，在研究?jī)?nèi)容上能夠緊跟國(guó)際的研究熱點(diǎn),，在研究能力也取得了很大進(jìn)步,。當(dāng)前，我國(guó)對(duì)于囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制的研究已經(jīng)滲透在老年癡呆癥,、糖尿病等多個(gè)重大疾病研究的框架內(nèi),。


　　采訪手記

　　基礎(chǔ)研究是一切創(chuàng)造的出發(fā)點(diǎn)

　　細(xì)數(shù)諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)10年成績(jī)單,，基礎(chǔ)研究有一統(tǒng)山河之勢(shì)。張宏權(quán)說(shuō)：“基礎(chǔ)研究無(wú)疑是科學(xué)之母,，是一切創(chuàng)造的出發(fā)點(diǎn),。”

　　而對(duì)于我國(guó)基礎(chǔ)研究的現(xiàn)狀,，中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究所生理學(xué)系張宏冰教授卻毫不諱言,，基礎(chǔ)研究在向臨床轉(zhuǎn)化的過(guò)程還比較薄弱?！拔覀€(gè)人認(rèn)為,，目前我國(guó)臨床研究與基礎(chǔ)研究脫節(jié)比較大，由于很多基礎(chǔ)研究領(lǐng)域的人員都從海外學(xué)成歸來(lái),，盡管整體水平還不如美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家,，但進(jìn)步比較快。相反,，我國(guó)臨床醫(yī)學(xué)研究隊(duì)伍的發(fā)展相對(duì)比較緩慢,，缺少?gòu)呐R床發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，帶到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行基礎(chǔ)研究,，最終解決問(wèn)題的研究型人才,。”

　　張晨曾在托馬斯·祖德霍夫所在的實(shí)驗(yàn)室做博士后研究,，2010年回國(guó),。回憶起與這位科學(xué)家共事的5年多時(shí)光,，張晨能真切感受到其對(duì)細(xì)胞生物學(xué)的熱愛(ài)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度,。

　　“可以說(shuō)他是一個(gè)工作狂,。一年之中,，除了圣誕節(jié)，幾乎每天都工作到夜里十一,、二點(diǎn),，雖然早已身為院士，但對(duì)一些實(shí)驗(yàn),，他仍然親力親為,。他特別重視數(shù)據(jù)的真實(shí)性和準(zhǔn)確性，對(duì)于一個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,，他通常會(huì)用不同的人,，采用電生理、細(xì)胞生物學(xué),、分子遺傳學(xué)等不同的手段,，從不同角度驗(yàn)證,。”張晨說(shuō),，粗略估算,，實(shí)驗(yàn)室工作大約有一半的時(shí)間都用于從不同的角度去驗(yàn)證同一個(gè)科學(xué)結(jié)論?！斑@是很有必要的,，因?yàn)榭茖W(xué)中間畢竟有很多偶然性，做的驗(yàn)證越多,，得到的數(shù)據(jù)就越可靠,。”

　　正是在這樣的工作氛圍中,，在托馬斯·祖德霍夫?qū)嶒?yàn)室工作學(xué)習(xí)的,、來(lái)自世界各地的科研人員都在其研究領(lǐng)域取得了驕人的成績(jī)?！八屛覀兠靼?，辛苦都是有回報(bào)的?！睆埑空f(shuō),。

　　在采訪期間，也有專家表示,，雖然囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制的發(fā)現(xiàn)與最終指導(dǎo)臨床實(shí)踐,、讓患者受益還有很長(zhǎng)的距離，但醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)研究本身就是人類對(duì)于自身不斷探索的過(guò)程,，是人類進(jìn)步的必需環(huán)節(jié),。其價(jià)值并不能完全依靠用其未來(lái)應(yīng)用價(jià)值來(lái)衡量。事實(shí)上,，諾貝爾獎(jiǎng)一直鐘情于科學(xué)領(lǐng)域的原創(chuàng)性研究,，哪怕研究成果沒(méi)有在《自然》、《科學(xué)》等高影響因子的雜志上發(fā)表,，但只要成果本身能夠引領(lǐng)科學(xué)的走向,，推動(dòng)人類社會(huì)的健康發(fā)展，就應(yīng)該被承認(rèn)和褒獎(jiǎng),。畢竟,，基礎(chǔ)研究呈現(xiàn)的是科學(xué)之美、自然之妙,。