2016年諾貝爾生理或醫學獎得主論文一覽

　　2016年諾貝爾生理學或醫學獎揭曉，來自東京工業大學的大隅良典Yoshinori Ohsumi因發現自體吞噬的機制而獲得此獎，他的代表論文包括：

　　Autophagy in yeast demonstrated with proteinase-deficient mutants and conditions for its induction

　　這篇論文是Ohsumi獲得諾貝爾生理或醫學獎的關鍵成果，即證實了酵母的自噬過程。

　　液泡是一個細胞器，相當于人體中的溶酶體。酵母細胞比較容易研究，因此它們經常被用來作為人類細胞的模型。尤其是用來鑒別對復雜細胞途徑非常重要的基因方面特別有用。酵母細胞非常小，內部結構在分辨顯微鏡下也不容易看到，因此Yoshinori Ohsumi 也不確定酵母體內是否存在自噬。自噬過程是活躍的，如果他能擾亂液泡中的降解過程，那么自噬體會在液泡中積累，從而在顯微鏡下可見。

　　因此Ohsumi培養了液泡降解酶缺乏的突變酵母，同時慢慢地刺激發生自噬，結果是驚人的。不到一個小時，液泡中充滿了未退化的小囊泡，就是自噬體。他的實驗證明了酵母中存在自噬。更重要的是，他有一個方法來驗證和表征這個過程中的關鍵基因。

　　Isolation and characterization of autophagy-defective mutants of Saccharomyces cervisiae

　　隨后，Ohsumi 開始利用他構建好的酵母基因工程菌開展進一步研究。如果對自噬有影響的基因失活，那么這個自噬體積累過程不會發生。他將酵母細胞暴露中化學物質中來實現對一些基因的隨機突變，然后他誘導了自噬，結果奏效了。

　　這篇論文就是hsumi發現酵母中存在自噬的一年后，發現了和自噬有關的第一個基因，在他隨后的研究中，由這些基因編碼的蛋白被表征，其研究組通過篩選上千個酵母的突變株，鑒定了15個和自噬有關的關鍵基因。

　　Analyses of APG13 gene involved in autophagy in yeast, Saccharomyces cerevisiae

　　a novel protein kinase required for the autophagic process in Saccharomyces cerevisiae

　　這兩篇1997年的文章在釀酒酵母中克隆出了兩個自噬調控基因，開啟了自噬的分子研究時代。

　　A protein conjugation system essential for autophagy

　　這篇論文對于Ohsumi獲獎也至關重要——他發現了ATG12-ATG5 自噬通路。

　　許多蛋白質協同作用形成自噬體是自噬過程的一部分，ATG12和ATG5這兩種蛋白正確連接可形成一種稱作自噬小體（autophagosome）的細胞器。自噬體可像垃圾袋一樣移除有毒物質，通過再循環向細胞提供營養物質。

　　LC3, a mammalian homologue of yeast Apg8p, is localized in autophagosome membranes after processing

　　同時Ohsumi等人還發現了自噬小體（autophagosome）的標志性蛋白 LC3-II。LC3是自噬系統的一個關鍵蛋白，來吞噬樁蛋白，并將其運輸到溶酶體，在那里它被降解。

　　LC3 蛋白有兩個形式，正常狀態下以 LC3-I 的形式存在，自噬發生的時候，LC3-I 發生脂化和剪切形成 LC3-II。 LC3-II 移位到自噬小體上，成為目前自噬細胞研究的標志性檢測蛋白。

　　附：如何檢測原代細胞中的自噬

　　自噬是個復雜的過程。在哺乳動物中，Atg8家族的8個成員被鑒定出。最為人熟知的是LC3，這是大多數經典的自噬檢測分析中的關鍵分子。LC3的脂化導致LC3（LC3-II）在western blot中比非脂化形式（LC3-I）跑得慢，因此可以檢測。當自噬水平低時，LC3-I均勻分布在細胞中，而一旦自噬發生，LC3的脂化導致其重新定位到自噬體上，這可以通過免疫熒光顯微鏡來觀察。第三種經典方法就是利用電鏡來觀察雙膜的囊泡。

　　還有一些注意事項。比如，在檢測原代細胞混合物中一種細胞的自噬時，需要進行細胞分選。然而，磁珠或流式細胞儀的分選會誘導自噬的形成，導致難以分辨。這時可利用ImageStream成像流式細胞儀來鑒定細胞類型，并同時測定自噬，從而避免分選。