蒂莫西·亨特[英國科學家]

蒂莫西·亨特[英國科學家]

蒂莫西·亨特,1943年出生於英國,他的貢獻是發現了細胞周期蛋白(cyclins)調節CKD功能的蛋白質。這對醫學和生物學領域的發展做出了偉大的貢獻。

基本信息

人物簡介

蒂莫西·亨特 蒂莫西·亨特

蒂莫西·亨特一位出色的英國科學家,他生於1943年,在英國皇家癌症研究基金會工作,他在醫學和生物學研究領域做出了很大貢獻,其中最主要的是發現了細胞周期蛋白(cyclins)調節CKD功能的蛋白質。他發現細胞周期蛋白在每次細胞分裂中都周期性地降解,該機制被證明對控制細胞周期全程重要。他因此獲得了此項2001年的諾貝爾生理學或醫學獎。

個人資料

蒂莫西·亨特 蒂莫西·亨特

姓名:蒂莫西·亨特

性別:男

國家:英國

獎項:生物醫學獎

獲獎時間:2001年

獲獎理由:發現了控制細胞周期的關鍵物質

他的貢獻是發現了細胞周期蛋白(cyclins)調節CKD功能的蛋白質。這對醫學和生物學領域的發展做出了偉大的貢獻。

醫學貢獻

細胞發現

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蒂莫西·亨特的貢獻是首次發現了調節CDK功能的物質CYCLIN(細胞周期蛋白)。 1983年蒂莫西·亨特(TimothyHunt)以海膽卵為實驗材料,發現在其卵裂過程中兩種蛋白質的含量隨細胞周期而變化,在每一輪間期開始合成,G2/M時達到高峰,M結束後突然消失,下輪間期又重新合成,他將其命名為周期蛋白。後來人們在青蛙、爪蟾、海膽、果蠅和酵母中均發現類似的情況,各類動物來源的細胞周期蛋白mRNA均能誘導蛙卵的成熟。1988年M.J.洛卡(M.J.Lohka)純化了爪蟾的細胞周期蛋白,經鑑定由32KD和45KD兩種蛋白組成,二者結合可使多種蛋白質磷酸化。後來納斯(1990)進一步的實驗證明:32KD的蛋白質是CDC2的同源物,而45KD的蛋白質是cyclinB的同源物,從而將細胞周期三個領域的研究聯繫在一起。周期蛋白是細胞生長分裂過程中必需的蛋白,其含量隨生長分裂的循環周期,在不同階段有所不同,並影響CDK的作用。

細胞死亡

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亨特在20世紀80年代初發現了第一個CYCLIN,它是在各個細胞周期形成的蛋白質。之所以命名為CYCLIN,是因為在細胞周期中這些蛋白質周期性的變化。這些CYCLIN附在CDK分子上,調節CDK活性,選擇需要被磷酸化的蛋白質。CYCLIN最初是用海膽製造的,後來,亨特發現其他物種中也含有CYCLIN,並且對細胞發育也具有重要意義。今天,科學家已經在人體細胞中發現了大約10個CYCLIN。 CDK與CYCLIN一起,可以驅動細胞從一個周期轉向另一個周期,打個比方說,二者的關係有點像“發動機”與“變速箱”。

同步周期性濃度

與真核細胞的細胞周期呈模同步周期性濃度升降的蛋白質,最先是從海膽胚胎中分離鑑定的,為相對分子質量50000蛋白質的一大家族,包括:周期蛋白質A、B、D、E、G及H。它們關鍵的蛋白質激酶(細胞周期蛋白依賴性激酶,cyclin-dependentkinases,CDKs)結合,並調節它們的酶活性,從而幫助推動和協調細胞周期的進行。

過程

生活在自然界的各種生物,生命都將隨著時間的流逝而日趨衰老,最後死亡。作為生物體基本單位的細胞也是如此。單個細胞都有一定的生命期限,活細胞到了一定階段不是繁殖,就是死亡。細胞的繁殖是通過有絲分裂進行的,母細胞平均分裂成兩個和自身相同的子細胞;子細胞逐漸成熟,又重複母細胞的生命過程,由此生命得以世代繁衍,生生不息。細胞的這種生長與分裂的周期就叫做細胞周期。換個方式說,細胞周期就是指一個活細胞以上一次分裂結束為起點到下一次分裂結束為終點所經歷的過程可以把細胞周期人為地劃分為幾個時期。開始人們按照細胞所處的形態學變化將細胞劃分為間期和分裂期兩相,霍華德學說劃分細胞周期各期則是以細胞核的遺傳物質DNA的複製和分裂作為主要標界——即按時間順序將細胞周期確定為四個期:DNA合成前期(G1期),DNA合成期(S期),DNA合成後期(G2期)和分裂期(M期)。

細胞周期蛋白

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在整個細胞周期中,細胞的形態變化與細胞內各種生化、生理的周期變化是一致的,但不同的細胞其細胞周期長短卻不一致,短的僅為數小時,長的則達幾十年,這主要決定於G1期。例如神經元細胞,其G1期與個體的生命相隨,一般不再分裂。人們常說腦細胞死一個便少一個就是依據這一道理。當然細胞周期對細胞來說是一個普遍現象,但某些特殊情況下,有的細胞缺少G2期,一些細胞S期結束後立即開始M期而不存在G2期,有關這些問題目前我們認識得還不多。 目前,科學家已發現有幾類調控因子在細胞周期中起著重要作用。一類是對細胞分裂增殖有調控作用的細胞生長因子。如第二類細胞周期調控因子,又稱內源性調節因子,是細胞內自己合成的蛋白質。

細胞周期調控機制的序幕已經拉開,科學家們正在從不同的角度研究細胞周期與癌基因、抑癌基因、生長因子以及細胞增殖分化的關係,相信通過努力,我們最終能找到控制細胞周期的神奇“開關”。在腫瘤治療中我們也可利用細胞周期的原理對症下藥。如G0細胞對化療不敏感,往往成為日後癌症復發的根源。因而可以設法誘導G0期癌細胞進入增殖周期再行殺滅。這是一個尚在探索中具有理論意義和實踐意義的問題。

細胞理論

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細胞發現2001年度諾貝爾生理學與醫學獎頒給了美國西雅圖富欽森癌症研究中心的利蘭·哈特韋爾(LelandH.Hartwell)、英國倫敦皇家癌症研究基金會的保羅·納斯(PaulNurse)和蒂莫西·亨特(TimothyHunt)三位科學家,以表彰他們“發現了細胞周期的關鍵調節因子”。他們採用遺傳學和生物化學的方法,確定了在真核生物中控制細胞周期的兩種因子:細胞周期依賴性蛋白激酶(CDK)和細胞周期蛋白。這一重大發現在生物學和醫學的諸多方面具有重要的意義。他發現了大量控制細胞周期的基因,其中一種被稱為“START”的基因對控制各個細胞周期的最初階段具有決定性的作用。哈欽森癌症研究中心說,哈特韋爾30年前就開始研究酵母細胞,是酵母基因學的奠基人,他將酵母作為一種模式生物體,用基因學來確定哪些基因導致細胞分裂。哈特韋爾研究酵母細胞,是因為酵母細胞操作起來比人體細胞要簡易得多。但在30年前這是一個相當異端的觀念,當時只有他企圖通過觀察酵母細胞來了解控制細胞生長變化的基因。

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細胞是構成生物體的基本結構單位和功能單位。細胞進行分裂是細胞生長的重要環節。細胞通過細胞周期,完成分裂,進行增殖以繁衍後代。細胞周期大致可分為4個時相,即G1期、S期、G2期和M期。細胞周期的不同時相具有高度精確的協調性,細胞必須在完成上一次時相後才能進入下一次時相。一個細胞周期結束,不僅細胞數量增加為二,而且將染色體準確無誤地遺傳給分裂出的子細胞。這一過程的任何缺陷都將導致遺傳信息的改變,最終導致癌變。這三位科學家的研究工作有著一定的連貫性,為揭示細胞周期調控的分子機理做出了共同的貢獻。哈特韋爾是最早關注細胞周期的人,並試圖探究其控制機理。

19世紀建立的細胞理論,恩格斯稱之為那個世紀的三大發現之一。細胞是生物體的結構單位和功能單位。所有生物體均由通過分裂而成倍增加的細胞所組成。一個成年人大約擁有100萬億個細胞,而這些細胞都源於一個受精卵細胞。同時,成年人肌體中大量的細胞還通過不斷的分裂產生新細胞,以取代那些死亡細胞。而細胞的分裂必須具備這樣的條件:長大到一定的程度,必須能複製染色體,並能準確無誤地把不同的染色體遺傳給兩個子細胞。這些不同的生長進程均在細胞周期中相互協調完成。

諾貝爾獎

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諾貝爾生理學或醫學獎,是根據阿爾弗雷德·諾貝爾逝世前立下的遺囑,諾貝爾生理醫學獎由位於瑞典首都斯德哥爾摩的卡羅琳醫學院負責頒發。頒獎儀式於每年12月10日,諾貝爾逝世周年紀念日舉行。諾貝爾生理醫學獎是為了表彰前一年中在生理學或者醫學領域有重要的發現或發明的人。起初,諾貝爾生理醫學獎的評選是由卡羅琳醫學院的教員完成的。現在,根據諾貝爾基金會的相關章程,評選由卡羅琳醫學院諾貝爾大會負責,大會由50名選舉出來的卡羅琳醫學院名教授組成。現在,生理醫學獎的評選程式大致為:

1、卡羅琳醫學院的諾貝爾大會任命一個工作委員會——諾貝爾委員會(NobelCommittee)負責前期工作。

2、邀請生理醫學領域的代表提名候選人,提名截至日期為每年2月1日。

3、諾貝爾委員會對提名進行初步篩選,然後候選人提交給諾貝爾大會。

4、諾貝爾大會最終決定得主,並對外公布(一般在每年10月份)。

5、每年12月10日在斯德哥爾摩音樂廳舉行頒獎儀式。

瑞典卡羅林斯卡醫學院2001年10月8日在宣布,將2001年諾貝爾生理學或醫學獎授予美國科學家利蘭·哈特韋爾、英國科學家蒂莫西·亨特和保羅·納斯,以表彰他們發現了細胞周期的關鍵分子調節機制。

卡羅林斯卡醫學院發表的新聞公報說,所有有機體均由通過分裂而成倍增加的細胞所組成。一個成年人大約擁有100萬億個細胞,而這些細胞都源於一個受精卵細胞。同時,成年人機體中大量的細胞還通過不斷的分裂產生新細胞,以取代那些死亡細胞。

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新聞公報說,榮獲2001年諾貝爾生理學或醫學獎的3名科學家所作出的重大貢獻在於發現了具有調節所有真核有機體中細胞周期的關鍵分子。其中,利蘭·哈特韋爾發現了大量控制細胞周期的基因,其中一種被稱為“START”的基因對控制各個細胞周期的最初階段具有決定性的作用。保羅·納斯的貢獻是,在哈特韋爾的基礎上,通過基因與分子法發現了調節細胞周期的一種關鍵物質CDK(細胞周期蛋白依賴激酶),CDK是通過對其他蛋白質的化學作用來驅動細胞周期的。蒂莫西·亨特的貢獻是首次發現了調節CDK功能的物質CYCLIN(細胞周期蛋白)。 卡羅林斯卡醫學院評價說,哈特韋爾、納斯和亨特3人的發現對研究細胞的發育有重大的影響,特別是對開闢治療癌症新途徑將具有極其深遠的意義,因為細胞周期控制過程中出現的缺陷可以導致癌細胞中染色體的變異。

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