2013年諾貝爾生理學或醫學獎揭曉，美國、德國3位科學家James E. Rothman, Randy W. Schekman和Thomas C. Südhof獲獎。獲獎理由是“發現細胞內的主要運輸系統——囊泡運輸的調節機制”。 



詹姆斯·E·羅斯曼（James E. Rothman），耶魯大學細胞生物學系系主任、紀念Fergus F. Wallace生物醫學教授。他曾獲得多種榮譽，包括哥倫比亞大學的露依莎·格羅斯·霍維茨獎、拉斯克獎基礎醫學獎（2002年）、費薩爾國王獎。他在耶魯大學取得碩士學位，在哈佛獲博士學位。



蘭迪·謝克曼（Randy W. Schekman，1948年12月30日－）是一位來自加州大學伯克利分校的細胞生物學家，[1]曾任《美國國家科學院院刊》主編。[2][3][4] 1992年當選美國國家科學院院士。2002年與詹姆斯·羅思曼因對細胞膜傳輸的研究獲拉斯克基礎醫學獎。



托馬斯·聚德霍夫（Thomas C. Südhof，1955年12月22日生于德國哥廷根），德國生物化學家，以研究突觸傳遞知名。自1986年以來聚德霍夫博士的研究已經闡明了許多主要的蛋白介導突觸前功能。2013年，他和理查德·舍勒分享了拉斯克基礎醫學獎。


【新聞稿】
原文地址：http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2013/press.html

2013年諾貝爾生理學或醫學獎授予三位科學家，他們揭示了細胞如何組織其轉運系統的奧秘。

每個細胞都是一個生產和出口分子的工廠：胰島素被合成并釋放到血液中、神經遞質從一個神經細胞發送到另一個。這些分子被包裝在“囊泡”中，再運輸到周圍的細胞。
這三名諾貝爾獎得主發現了這種運輸系統背后的分子機制，揭示了這些細胞貨物如何在正確的時間被運送到正確的細胞靶點。
蘭迪·謝克曼發現了一系列囊泡運輸所需的基因；詹姆斯·羅斯曼闡明了允許囊泡與目標進行融合、使分子得以轉運的蛋白質機制。托馬斯·聚德霍夫則揭示了指導囊泡精確釋放貨物的信號機制。
鑒于以上發現，羅斯曼、謝克曼和聚德霍夫揭示了控制細胞貨物進行精確轉運分子機制。如果轉運系統受到干擾，則會對有機體產生有害影響，并導致如神經系統疾病，糖尿病，免疫疾病等病癥。

細胞貨物如何轉運？
在繁忙的大港口，為了確保正確的貨物在合適的時間被運送到正確的目的地，需要動用多個系統。同理，有著多個不同的細胞器的細胞也面臨著類似的問題：細胞產生的分子，如激素，神經遞質，細胞因子和酶等，有些要被傳遞到細胞內的其他地方，有些要被轉運出細胞——所有細胞貨物都要在正確的時刻被轉運到正確的地點。
囊泡（Vesicles）是由膜包裹的微型小泡，能夠帶著細胞貨物穿梭于細胞器間，也能夠與細胞膜融合，將貨物釋放到細胞外部。由于神經激活過程中神經遞質的釋放、代謝調節過程中激素的釋放都涉及這種轉運，囊泡轉運系統是非常重要的。那么，這些囊泡怎么知道何時在哪里交付貨物？

從“堵車”現象中揭秘遺傳控制
蘭迪·謝克曼為細胞如何組織其轉運系統而深深著迷。在20世紀70年代，他決定利用酵母作為模式生物，研究這種轉運系統遺傳基礎。通過基因篩選，他發現了細胞轉運機制有缺陷的酵母細胞，這種酵母的細胞貨物轉運情況就好像安排不周的公共交通系統一樣：囊泡堆積在細胞的某些部位。他發現，是遺傳原因導致了這種“擁堵”，于是致力于鑒別與此相關的突變基因。謝克曼鑒定了能控制細胞轉運系統不同方面的三類基因，從而為介導囊泡轉運系統的嚴格調控機制提供了新的見解。

精確對接
詹姆斯·羅斯曼也對細胞轉運系統的本質深感好奇。他在20世紀80年代和90年代利用哺乳動物細胞研究囊泡轉運系統。羅斯曼發現一個蛋白復合物能使囊泡與他們的目標膜進行對接和融合。在融合過程中，囊泡和目標膜上的蛋白以類似拉鏈的方式結合。事實上，這樣的蛋白有很多，為了確保貨物被交付到一個精確的位置，它們只會以特異性的方式進行結合。囊泡結合細胞外膜釋放細胞貨物的原理與在細胞內進行轉運的原理是相同的。

原來，謝克曼鑒別的那些酵母基因中，有一部分基因的蛋白產物是與羅斯曼在在哺乳動物中發現的蛋白相對應的，這揭示了細胞轉運系統古老的演化起源?？偟膩碚f，他們揭示了細胞貨物轉運機制的關鍵部件。

時間就是一切
托馬斯·聚德霍夫則對大腦中神經細胞間如何建立溝通很感興趣。囊泡通過與神經細胞外膜融合將神經遞質釋放到胞外。這一過程中起作用的正是羅斯曼和謝克曼發現的機制。然而，這些囊泡只有在需要向相鄰的神經細胞發送神經信號時才能將包含的神經遞質放出，怎么對這個過程進行精確控制？鈣離子參與了這一過程。在20世紀90年代，聚德霍夫致力于搜索神經細胞中的鈣離子敏感蛋白。他隨后揭示了對鈣離子內流進行應答、并促使相鄰蛋白質迅速將囊泡結合到神經細胞外膜的分子機制——拉鏈被打開、信號物質被釋放。聚德霍夫的發現解釋了囊泡轉運的時間精度是如何實現的，并闡釋了和囊泡中貨物的釋放可以通過信號加以控制。。

從囊泡轉運洞察疾病進程
三名諾貝爾獎得主發現了一個細胞生理學中一個至關重要的過程。這些發現使我們對細胞貨物如何及時、精確地在細胞內和細胞間進行轉運的理解產生了重大影響。從酵母到人，不同的生物利用相同的一般機制進行囊泡轉運和膜融合。這個系統對多種需要對膜融合加以控制的生理過程而言都至關重要，從神經信號的傳達到激素和免疫細胞因子的分泌。在包括一系列神經和免疫學疾病、糖尿病等疾病中，患者的囊泡轉運都出現缺陷。如果沒有這個精確而奇妙的組織，細胞會陷入一片混亂。


詹姆斯·羅斯曼于1950年出生在美國馬薩諸塞州的哈佛希爾，1976年，他從哈佛大學醫學院獲得博士學位，之后在麻省理工擔任博士后，并于1978年前往斯坦福大學，開始研究細胞囊泡。他也曾為普林斯頓大學、斯隆-凱特琳癌癥研究所和哥倫比亞大學工作。2008年，他開始在康涅狄格州紐黑文的耶魯大學細胞生物學系擔任教授與系主任。

蘭迪·謝克曼于1948年出生在美國明尼蘇達州的圣保羅，并在加州大學和斯坦福大學學習，之后，他在阿瑟·科恩伯格（1959年諾貝爾獎得主）的指導下于1974年獲得博士學位。1976年，謝克曼加入加州大學伯克利分校，他現在在這里的分子和細胞生物學系任教授。謝克曼也是霍華德·休斯醫學研究所的研究員。

托馬斯·聚德霍夫于1955年出生在德國的哥廷根。曾就讀于喬治-奧古斯特大學。并于1982年，在那里獲得了醫學博士學位（MD），并于同年獲得神經化學博士學位。1983年，他前往美國達拉斯的德克薩斯大學西南醫學中心擔任博士后研究工作，與邁克·布朗和約瑟夫·戈德斯坦（1985年諾貝爾生理學或醫學獎得主）共事，之后，到了1991年，聚德霍夫成為霍華德·休斯研究所的一名研究員，從2008年起，他開始擔任斯坦福大學分子和細胞生理學教授。

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【一張圖解讀】