你知道去年诺贝尔奖的自噬是什么吗?就是吃自己?

自噬,自噬,不就是吃自己吗?

去年的诺贝尔生理学或医学奖授予了日本人大隅良典。这是谁?这是业内知名人士。给他颁奖的原因是他发现了细胞自噬的机制。每个人都知道细胞。自噬到底是什么?让我们一起做吧。

大隅良典研究了酿酒酵母的自噬机制。酿酒酵母是模式生物,非常经典。经过20多年的研究,在酵母中发现了34个与自噬相关的基因。什么是自噬?

其实自噬就是吃自己。只是不要用嘴吃东西。毕竟细胞没有嘴。自噬是细胞降解自身结构,把一些暂时没用的部分拆解成最小的模块,然后重新组装成自己需要的东西。这就是自噬。

在植物细胞和酵母细胞中,自噬发生在液泡中。自噬发生在动物细胞的溶酶体中。从一个蛋白质到整个细胞器,都是可降解的。当然,这些东西都是由氨基酸组成的。

自噬是细胞内分解代谢的一种途径。还有一种方式,叫做泛素蛋白酶体途径。简单来说,就是给蛋白质加上泛素,做好标记,然后送到蛋白酶体消化。

自噬发现的历史是这样的。

首先,在1956年,克拉克用电镜在小鼠的肾细胞中发现了一种有膜结构的东西,这种东西相当充实,细胞质中含有很多东西,甚至是线粒体。

然后,在1963年,召开了一次溶酶体会议,克里斯汀·德·迪夫首先把这个东西叫做自噬。

20世纪90年代,丹尼尔·J·克林斯基(Daniel J.Klionsky)和大隅良典(即大隅良典)开始用酵母研究自噬。

后来,越来越多的科学家加入了研究自噬的队伍。

自噬可以分为三种方式。这是根据如何包装材料和如何运输来分的。

第一种叫宏自噬,也叫宏自噬,顾名思义比较大。细胞膜或者其他双层膜用来包裹那些不想要的东西,然后和溶酶体融合。这一般是比较大的细胞器什么的。

第二种叫做自噬。顾名思义,比较小,就是溶酶体或者液泡直接利用自己吞噬那些需要降解的东西。也许是细胞器,也许是蛋白质。

第三种叫做分子伴侣介导的自噬。这意味着分子伴侣将细胞中的蛋白质从折叠状态恢复到未折叠状态,然后将其放入溶酶体中。

这三种自噬都是自噬的方式。第一个是最重要的,也是研究得最透彻的。所以狭义来说,自噬就是自噬。

另外,自噬分为两种,非选择性自噬和选择性自噬。在酵母中,选择性自噬可分为cvt途径、线粒体自噬和过氧化物酶体自噬。第一个意思是氨基皮肤酶,格隆溴铵。

葡聚糖酶等酶的前体被送到液泡中,液泡激活这些酶,然后将它们送回细胞质,从而起到水解酶的作用。

酵母细胞中只有第一种,自噬。

自噬是这样发生的。

第一步,细胞核发出信号,表明细胞的某一部分需要降解,或者垃圾在细胞内诱发了某种反应,于是发生了自噬。这些信号被细胞接受后,在酵母细胞中靠近一种叫Atg8的蛋白质,也叫PAS,形成自噬。哺乳动物细胞在内质网和线粒体接触的某处开始形成扁平的、碗状的双层膜结构。这种结构不断延伸扩大,最后变成自噬。这种膜可能是某些细胞器膜的一部分,用来包裹将要降解的东西,如内质网、高尔基体、胞吞作用、质膜和线粒体。当然,也可以立即原位组装成膜。把那些不需要的东西包起来。这一步就是形成自噬。这是暂时的。

第二步,自噬逐渐扩大、关闭、包裹垃圾。自噬是球形的。

第三步是自噬与液泡或溶酶体的融合。反正都是膜,融合在一起没有压力。

第四步,也是最后一步,自噬与液泡或溶酶体融合后,那些不需要的东西在一些酶的作用下被分解。分解成氨基酸、脂肪酸等,剩下的残渣从细胞中排出。当然也有可能暂时保留。也许可以回收利用。

说到自噬,你一定会想到另一个词。细胞凋亡。那么这两个是一回事吗?

答案是否定的,自噬和凋亡不是一回事。他们有关系吗?这个必须有。

细胞死亡有三种:坏死、凋亡和自噬。自噬和凋亡是并行的。

坏死是指机体受损,细胞代谢停止,功能丧失。溶酶体释放水解酶分解整个细胞,或者白细胞千里迢迢来释放水解酶。

凋亡又称1程序性细胞死亡。它依赖于大量的水解酶,如半胱天冬酶。凋亡有以下特征:染色体浓缩、细胞皱缩、DNA降解和凋亡小体形成。这是高中生物书上的。最后剩下的部分被巨噬细胞吃掉。

自噬也被称为程序性细胞死亡2型。这纯粹是溶酶体。不依赖于某些酶。

凋亡和自噬有什么关系?凋亡和自噬是一种动态平衡。自噬可能早于凋亡,从而启动凋亡。自噬也可能抑制细胞凋亡,从而保护细胞。自噬也可能转化为凋亡。

在这三个步骤中,完成了自噬。但是有一个问题。原本包裹垃圾的胶片从何而来?

在酵母中,这个过程是这样的。膜会在Atg8等蛋白的作用下,在自噬装配位点(PAS,接近液泡)扩张生长。然后发展成了自噬。

在哺乳动物细胞中,这个过程是不同的。形成自噬的区域遍布整个细胞。所以现在我们有很多假设。

第一种假说认为自噬膜来源于内质网。自噬形成于内质网和线粒体接触的地方。所以一直说自噬膜来源于线粒体外膜。

还有三种假说认为自噬膜来自高尔基体、内吞作用(即来自细胞膜)和细胞膜。这些假说各有各的证据,目前很难说哪个是对的。也许没关系。没人知道。

自噬就是这么一回事。你大概明白了吧?自噬在细胞中是一个非常保守的过程,很少进化。自噬的出现是为了适应环境,尤其是在年景不好的时候,比如缺乏营养,饥饿,压力很大,或者特别缺氧缺水,就需要自噬。

自噬现在对临床研究非常重要。比如肿瘤往往可以在非常恶劣的环境下生长,因为肿瘤细胞的自噬非常强烈。所以理论上,如果肿瘤细胞的自噬被阻断,就不会生长了吗?

另一个例子是一些神经退行性疾病,如帕金森病,其中有一些错误折叠的蛋白质在大脑中。而且是不能去掉的。本质上也是自噬的问题。

自噬也和免疫力有关。总之,目前对自噬的研究还不够深入,尤其是关于自噬基因和自噬机制的研究。所以,还是等科学家再来试试吧~