諾貝爾物理獎得主彼得·阿格雷、羅德里克·麥金農
彼得·阿格雷羅德里克·麥金農
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·霍普金斯學院醫(yī)大學獲醫(yī)學博士，現為該大學生物物理院士和醫(yī)學院長。2004年來到杜克學院，兼任醫(yī)大學副校長。
羅德里克·麥金農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)大學獲醫(yī)學博士，現為洛克菲勒學院分子神經生物學和生物化學學院士。2003年諾貝爾物理獎授予英國科學家彼得·阿格雷和羅德里克·麥金農，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家彼得·阿格雷和羅德里克·麥金農，分別嘉獎她們發(fā)覺細胞膜水通道，以及對離子通道結構和機理研究做出的開創(chuàng)性貢獻。她們研究的細胞膜通道就是人們曾經猜想的“城門”。
獎項:2003年諾貝爾物理獎
獲得者:彼得·阿格雷和羅德里克·麥金農
成就:嘉獎她們在細胞膜通道方面作出的開創(chuàng)性貢獻
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，阿格雷獲獎是因為發(fā)覺了細胞膜水通道，而麥金農的貢獻主要是在細胞膜離子通道的結構和機理研究方面。她們的發(fā)覺揭示了鹽分和水怎么進出組成活體的細胞。例如，心臟如何從原尿中重新吸收水份，以及網通號如何在細胞中形成并傳遞等等，這對人類探求心臟、心臟、肌肉和神經系統等方面的眾多疾患具有非常重要的意義。諾貝爾科學獎一般頒授給年紀較大的科學家，得獎成果都經過幾六年的檢驗。但阿格雷只有５４歲，而麥金農才４７歲。她們的成果也比較新：麥金農的發(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，這在諾貝爾科學獎歷史上是比較罕見的。去年諾貝爾物理獎及生理學或醫(yī)學獎的結果都顯示出了當代科學跨領域研究的趨勢。
生物體的主要組成部份是水堿液，水堿液占人體重量的７０％。生物體內的水堿液主要由水份子和各類離子組成。它們在細胞膜通道中的進進出出可以實現細胞的好多功能。
早在１００多年前，人們就猜想細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，然后他意識到它就是科學家孜孜以求的水通道。評比委員會說，這是個重大發(fā)覺，開啟了真菌、植物和喂奶植物水通道的生物物理、生理學和遺傳學研究之門。
離子通道是另一種類型的細胞膜通道，神經系統和胸肌等方面的疾患與之有關，它能夠形成聯通號，在神經系統中傳遞信息。但因為科學家仍然不能弄清楚它的結構，進一步的研究未能展開。而麥金農在１９９８年測出了鉀通道的立體結構，“震驚了所有的研究團體”。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胞訊號控制開關的通道。
剖析2003年諾貝爾物理獎
包括人類在內的各類生物都是由細胞組成的。細胞就像一個由甕城圍上去的微小城鎮(zhèn)細胞膜水通道，有用的物質不斷被運進來，廢物被不斷運出去。早在１００多年前細胞膜水通道，人們就猜想細胞這一微小城鎮(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％。生物體內的水堿液主要由水份子和各類離子組成。它們在細胞膜通道中的進進出出可以實現細胞的好多功能。
２０世紀５０年代中期，科學家發(fā)覺，細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重要，可以說水通道是最重要的一種細胞膜通道。雖然科學家發(fā)覺存在水通道，但水通道究竟是哪些卻始終是個謎。
２０世紀８０年代中期，澳洲科學家彼得·阿格雷研究了不同的細胞膜蛋白，經過反復研究，他發(fā)覺一種被稱為水通道蛋白的細胞膜蛋白就是人們找尋已久的水通道。為了驗證自己的發(fā)覺，阿格雷把富含水通道蛋白的細胞和去不僅這些蛋白的細胞進行了對比試驗，結果后者才能吸水，前者不能。為進一步驗證，他又制造了兩種人造細胞膜，一種富含水通道蛋白，一種則不含這些蛋白。他將這兩種人造細胞膜分別弄成泡狀物，之后置于水底，結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構只容許水份子通過。
水通道的發(fā)覺開辟了一個新的研究領域。目前，科學家發(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鍵的過濾作用。一般一個成年人每晚要形成１７０升的原尿，這種原尿經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）就猜想離子進出細胞會傳遞信息。２０世紀２０年代，科學家否認存在一些供離子出入的細胞膜通道。５０年代初，阿蘭·霍奇金和安德魯·哈克斯利發(fā)覺，離子從一個神經細胞中下來步入另一個神經細胞可以傳遞信息。因此，她們獲得了１９６３年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。不過，那時科學家并不曉得離子通道的結構和工作原理。
１９８８年，羅德里克·麥金農借助Ｘ射線晶體成像技術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。麥金農的方式是革命性的，它可以讓科學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，例如一些神經系統疾患.心腦血管疾患.疾病.艾滋病.糖尿病等都是因為細胞膜通道功能衰弱導致的.對細胞膜通道的研究可以幫助科學家找尋具體的病癥，并研發(fā)相應抗生素。另外，借助不同的細胞膜通道，可以調節(jié)細胞的功能，進而達到根治疾患的目的。草藥的一個重要功能是調節(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胞膜通道調節(jié)細胞的功能。有專家覺得，對細胞膜通道的研究可以為闡明中醫(yī)藥的科學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構與水通道細胞膜更易吻合,而但凡人工提煉的營養(yǎng)品或抗生素,因為分子結構都與天然狀態(tài)的分子結構發(fā)生了變化,水通道與其抵觸,這似乎是大自然的造化,人類是大自然的產物,必須與大自然的食物相結合,甚至經過烹煮的食物營養(yǎng)也遠離了天然人類的細胞需求.科學家借助小白鼠進行實驗,一組專門喂養(yǎng)經過提煉的中級營養(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,即使你吃上價值幾個億的保健品也是徒勞的,首先要設法把身體改為弱酸性,這才是關鍵的關鍵!