諾貝爾物理獎得主彼得·阿格雷、羅德里克·麥金農(nóng)
彼得·阿格雷羅德里克·麥金農(nóng)
彼得·阿格雷1949年生于法國阿拉巴馬州小城諾斯菲爾德，1974年在芝加哥約翰斯·霍普金斯學(xué)院醫(yī)大學(xué)獲醫(yī)學(xué)博士，現(xiàn)為該大學(xué)生物物理院士和醫(yī)學(xué)院長。2004年來到杜克學(xué)院，兼任醫(yī)大學(xué)副校長。
羅德里克·麥金農(nóng)1956年出生，在英國波士頓附近的小鎮(zhèn)伯靈頓長大，1982年在塔夫茨醫(yī)大學(xué)獲醫(yī)學(xué)博士，現(xiàn)為洛克菲勒學(xué)院分子神經(jīng)生物學(xué)和生物化學(xué)學(xué)院士。2003年諾貝爾物理獎授予英國科學(xué)家彼得·阿格雷和羅德里克·麥金農(nóng)，二人將分享支出為１０００萬盧布（約合１３０萬歐元）的獎金。
法國皇家科大學(xué)10月８日在保加利亞首都斯德哥爾摩宣布，將２００３年諾貝爾物理獎授予英國科學(xué)家彼得·阿格雷和羅德里克·麥金農(nóng)，分別嘉獎她們發(fā)覺細(xì)胞膜水通道，以及對離子通道結(jié)構(gòu)和機(jī)理研究做出的開創(chuàng)性貢獻(xiàn)。她們研究的細(xì)胞膜通道就是人們曾經(jīng)猜想的“城門”。
獎項(xiàng):2003年諾貝爾物理獎
獲得者:彼得·阿格雷和羅德里克·麥金農(nóng)
成就:嘉獎她們在細(xì)胞膜通道方面作出的開創(chuàng)性貢獻(xiàn)
諾貝爾物理獎推選委員會主席本特·努丁在新聞發(fā)布會上說，阿格雷獲獎是因?yàn)榘l(fā)覺了細(xì)胞膜水通道，而麥金農(nóng)的貢獻(xiàn)主要是在細(xì)胞膜離子通道的結(jié)構(gòu)和機(jī)理研究方面。她們的發(fā)覺揭示了鹽分和水怎么進(jìn)出組成活體的細(xì)胞。例如，心臟如何從原尿中重新吸收水份，以及網(wǎng)通號如何在細(xì)胞中形成并傳遞等等，這對人類探求心臟、心臟、肌肉和神經(jīng)系統(tǒng)等方面的眾多疾患具有非常重要的意義。諾貝爾科學(xué)獎一般頒授給年紀(jì)較大的科學(xué)家，得獎成果都經(jīng)過幾六年的檢驗(yàn)。但阿格雷只有５４歲，而麥金農(nóng)才４７歲。她們的成果也比較新：麥金農(nóng)的發(fā)覺形成于５年前；阿格雷的工作于１９８８年完成。日本媒體評論說，這在諾貝爾科學(xué)獎歷史上是比較罕見的。去年諾貝爾物理獎及生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎的結(jié)果都顯示出了當(dāng)代科學(xué)跨領(lǐng)域研究的趨勢。
生物體的主要組成部份是水堿液，水堿液占人體重量的７０％。生物體內(nèi)的水堿液主要由水份子和各類離子組成。它們在細(xì)胞膜通道中的進(jìn)進(jìn)出出可以實(shí)現(xiàn)細(xì)胞的好多功能。
早在１００多年前，人們就猜想細(xì)胞中存在特殊的輸送水份子的通道。但直至１９８８年，阿格雷才成功分離出了一種膜蛋白質(zhì)，然后他意識到它就是科學(xué)家孜孜以求的水通道。評比委員會說，這是個(gè)重大發(fā)覺，開啟了真菌、植物和喂奶植物水通道的生物物理、生理學(xué)和遺傳學(xué)研究之門。
離子通道是另一種類型的細(xì)胞膜通道，神經(jīng)系統(tǒng)和胸肌等方面的疾患與之有關(guān)，它能夠形成聯(lián)通號，在神經(jīng)系統(tǒng)中傳遞信息。但因?yàn)榭茖W(xué)家仍然不能弄清楚它的結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步的研究未能展開。而麥金農(nóng)在１９９８年測出了鉀通道的立體結(jié)構(gòu)，“震驚了所有的研究團(tuán)體”。評比委員會說，由于他的發(fā)覺，人們可以“看見”離子怎樣通過由不同細(xì)胞訊號控制開關(guān)的通道。
剖析2003年諾貝爾物理獎
包括人類在內(nèi)的各類生物都是由細(xì)胞組成的。細(xì)胞就像一個(gè)由甕城圍上去的微小城鎮(zhèn)細(xì)胞膜水通道，有用的物質(zhì)不斷被運(yùn)進(jìn)來，廢物被不斷運(yùn)出去。早在１００多年前細(xì)胞膜水通道，人們就猜想細(xì)胞這一微小城鎮(zhèn)的甕城中存在著好多“城門”，它們只容許特定的分子或離子出入。２００３年諾貝爾物理獎嘉獎的就是有關(guān)這種“城門”的研究成果。
生物體的主要組成部份是水堿液，水堿液占人體重量的７０％。生物體內(nèi)的水堿液主要由水份子和各類離子組成。它們在細(xì)胞膜通道中的進(jìn)進(jìn)出出可以實(shí)現(xiàn)細(xì)胞的好多功能。
２０世紀(jì)５０年代中期，科學(xué)家發(fā)覺，細(xì)胞膜中存在著某種通道只容許水份子出入，人們稱之為水通道。由于水對于生命至關(guān)重要，可以說水通道是最重要的一種細(xì)胞膜通道。雖然科學(xué)家發(fā)覺存在水通道，但水通道究竟是哪些卻始終是個(gè)謎。
２０世紀(jì)８０年代中期，澳洲科學(xué)家彼得·阿格雷研究了不同的細(xì)胞膜蛋白，經(jīng)過反復(fù)研究，他發(fā)覺一種被稱為水通道蛋白的細(xì)胞膜蛋白就是人們找尋已久的水通道。為了驗(yàn)證自己的發(fā)覺，阿格雷把富含水通道蛋白的細(xì)胞和去不僅這些蛋白的細(xì)胞進(jìn)行了對比試驗(yàn)，結(jié)果后者才能吸水，前者不能。為進(jìn)一步驗(yàn)證，他又制造了兩種人造細(xì)胞膜，一種富含水通道蛋白，一種則不含這些蛋白。他將這兩種人造細(xì)胞膜分別弄成泡狀物，之后置于水底，結(jié)果第一種泡狀物吸收了好多水而膨脹，第二種則沒有變化。這種充分說明水通道蛋白具有吸收水份子的功能，就是水通道。
２０００年，阿格雷與其他研究人員一起公布了世界第一張水通道蛋白的高清晰度立體相片。相片闡明了這些蛋白的特殊結(jié)構(gòu)只容許水份子通過。
水通道的發(fā)覺開辟了一個(gè)新的研究領(lǐng)域。目前，科學(xué)家發(fā)覺水通道蛋白廣泛存在于植物、植物和微生物中，它的種類好多，僅人體內(nèi)就有１１種。它具有非常重要的功能，例如在人的心臟中就起著關(guān)鍵的過濾作用。一般一個(gè)成年人每晚要形成１７０升的原尿，這種原尿經(jīng)心臟腎小球中的水通道蛋白的過濾，其中大部份水份被人體循環(huán)借助，最終只有約１升的精液排出人體。
早在１８９０年，威廉·奧斯特瓦爾德（１９０９年諾貝爾物理獎獲得者）就猜想離子進(jìn)出細(xì)胞會傳遞信息。２０世紀(jì)２０年代，科學(xué)家否認(rèn)存在一些供離子出入的細(xì)胞膜通道。５０年代初，阿蘭·霍奇金和安德魯·哈克斯利發(fā)覺，離子從一個(gè)神經(jīng)細(xì)胞中下來步入另一個(gè)神經(jīng)細(xì)胞可以傳遞信息。因此，她們獲得了１９６３年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。不過，那時(shí)科學(xué)家并不曉得離子通道的結(jié)構(gòu)和工作原理。
１９８８年，羅德里克·麥金農(nóng)借助Ｘ射線晶體成像技術(shù)獲得了世界第一張離子通道的高清晰度相片，并第一次從原子層次闡明了離子通道的工作原理。這張相片上的離子通道取自青鏈霉菌，也是一種蛋白。麥金農(nóng)的方式是革命性的，它可以讓科學(xué)家觀測離子在步入離子通道前的狀態(tài)，在通道中的狀態(tài)，以及穿過通道后的狀態(tài)。對水通道和離子通道的研究意義重大。好多疾患，例如一些神經(jīng)系統(tǒng)疾患.心腦血管疾患.疾病.艾滋病.糖尿病等都是因?yàn)榧?xì)胞膜通道功能衰弱導(dǎo)致的.對細(xì)胞膜通道的研究可以幫助科學(xué)家找尋具體的病癥，并研發(fā)相應(yīng)抗生素。另外，借助不同的細(xì)胞膜通道，可以調(diào)節(jié)細(xì)胞的功能，進(jìn)而達(dá)到根治疾患的目的。草藥的一個(gè)重要功能是調(diào)節(jié)人體汗液的成份和不同成份的含量，這種成份可以通過不同細(xì)胞膜通道調(diào)節(jié)細(xì)胞的功能。有專家覺得，對細(xì)胞膜通道的研究可以為闡明中醫(yī)藥的科學(xué)原理提供重要的途徑。
水通道不是所有的營養(yǎng)都能步入,完全天然的食物的分子結(jié)構(gòu)與水通道細(xì)胞膜更易吻合,而但凡人工提煉的營養(yǎng)品或抗生素,因?yàn)榉肿咏Y(jié)構(gòu)都與天然狀態(tài)的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化,水通道與其抵觸,這似乎是大自然的造化,人類是大自然的產(chǎn)物,必須與大自然的食物相結(jié)合,甚至經(jīng)過烹煮的食物營養(yǎng)也遠(yuǎn)離了天然人類的細(xì)胞需求.科學(xué)家借助小白鼠進(jìn)行實(shí)驗(yàn),一組專門喂養(yǎng)經(jīng)過提煉的中級營養(yǎng)品,另一組專門放在野外讓其食用沒有污染的天然食物,結(jié)果發(fā)覺后者壽命比前者減輕40%,好比人類的壽命由70歲降低到40歲.人類常年食用不新鮮的食物,呼吸不新鮮的空氣,甚至服食提煉的營養(yǎng)品就會造成體內(nèi)PH值的變化造成堿性,如果人體常年處于堿性,將造成水通道的封閉,未能吸收合理的營養(yǎng),因而讓身體的PH值常年保持在弱酸性狀態(tài),能夠使水通道正常運(yùn)作,一切堿性的食物都將造成水通道蛋白的受損,破壞水通道蛋白膜,比如糖尿病病人,疾病病人,艾滋病病人等,就是由于水通道蛋白膜遭到嚴(yán)重破壞,造成難以吸收正常的營養(yǎng),身體狀況越來越差直到死亡到來.許多人花好多錢買各類營養(yǎng)品保健,而且并不曉得自己身體是否呈弱酸性,倘若早已呈堿性,即使你吃上價(jià)值幾個(gè)億的保健品也是徒勞的,首先要設(shè)法把身體改為弱酸性,這才是關(guān)鍵的關(guān)鍵!