什麼是細胞自噬,什麼叫細胞自噬有什麼生物學意義

2021-05-26 09:57:16 字數 5930 閱讀 1194

1樓:漫閱科技

自噬是指細胞分解細胞質等自身構成成分的現象。自噬作用是細胞加速新陳代謝,或者在飢餓時獲得能量的一個重要手段。自噬在各種生命活動中發揮著重要作用,比如它可以加速細胞內的新陳代謝,或者在細胞處於飢餓狀態時從分解產物中獲得能量。

自噬過程中,細胞需要一個特殊的「口袋」將有待分解的物質包圍並隔離起來,這個叫做自噬體的「口袋」由雙層脂質膜構成,但它的形成機制一直是個謎。日本科學家最近研究發現,原來是一種名為「atg8」的蛋白質在自噬體形成過程中發揮著作用。研究人員發現,「atg8」和一種磷脂分子結合後,就可以黏合脂質膜,進而形成自噬體。

在使用酵母進行的實驗中,如果徹底破壞「atg8」的功能,酵母細胞內就不能形成自噬體,而如果「atg8」的部分功能受損,酵母細胞形成的自噬體明顯比正常細胞的自噬體小。

什麼叫細胞自噬有什麼生物學意義

2樓:濤聲泯滅

細胞自噬(autophagy)是真核生物中進化保守的對細胞內物質進行週轉的重要過程。該過程中一些損壞的蛋白或細胞器被雙層膜結構的自噬小泡包裹後,送入溶酶體(動物)或液泡(酵母和植物)中進行降解並得以迴圈利用。

簡單的來說就是細胞將細胞內損壞、衰老、死亡的細胞器分解掉的過程。

生物學意義:細胞自噬與細胞凋亡、細胞衰老一樣,是十分重要的生物學現象,參與生物的發育、生長等多種過程。細胞自噬的異常導致癌細胞的出現。

什麼是細胞自噬的機制

3樓:聽風

細胞自噬是真核生物中進化保守的對細胞內物質進行週轉的重要過程。該過程中一些損壞的蛋白或細胞器被雙層膜結構的自噬小泡包裹後,送入溶酶體(動物)或液泡(酵母和植物)中進行降解並得以迴圈利用。

獲得諾貝爾獎的「細胞自噬」是什麼:人類細

4樓:匿名使用者

過去幾天,2023年諾貝爾獎的部分獎項陸續公佈,引來關注無數。

諾貝爾生理學或醫學獎授予日本科學家大隅良典,以表彰他在細胞自噬機制研究中取得的成就。諾貝爾物理學獎授予戴維·索利斯、鄧肯·霍爾丹和邁克爾·科斯特利茨,以表彰他們在物質的拓撲相變和拓撲相方面的理論發現。諾貝爾化學獎授予讓—皮埃爾·索瓦日、弗雷澤·斯托達特、伯納德·費林加,以表彰他們在分子機器設計與合成領域的貢獻。

大獎為何花落這些科學家?他們的研究成果意義如何?中國在這些領域的研究又處於怎樣的位置與水平?

細胞「吃掉自己」實現自救

雖然在生命科學領域相對落後,但在細胞自噬這個具體方向上,我國科學家處於領先地位

「自噬」字面意思是「將自己吃掉」,實則是一種細胞自身成分降解和迴圈的基本過程。通俗地說,細胞可以通過降解自身的非必需成分來提供營養和能量,也可以降解一些毒性成分以阻止細胞損傷和凋亡。美國南加州大學醫學院分子微生物學和免疫學專家樑承宇博士將其比喻為一種細胞的「自我救贖」。

樑承宇說,從廣義上說,細胞自噬的運轉機制更像是細胞內龐大運輸機制的一部分。自噬機制就好比是細胞自身淨化和實現自動環保的一條運輸線。它將細胞內代謝廢物以及一些過期無用或有損傷的細胞零件,裝到其獨特的運輸工具——自噬小體中,然後沿著特定路線,送到「垃圾加工廠」——溶酶體中進行**和廢物再利用。

自噬機制還能在細胞能量匱乏時開啟緊急運輸通道,以**能量。因此,自噬機制是細胞內龐大運輸網路體系中非常重要的一部分。「它對於維繫細胞基本的生存需求與平衡是不可或缺的,」樑承宇說。

「自噬」概念於上世紀60年代提出,當時研究人員就發現了細胞這種降解自身成分的現象,但有關機制一直不為人知。

上世紀90年代初,日本科學家大隅良典通過利用常見的酵母進行一系列實驗後,發現了對細胞自噬機制具有決定性意義的基因。基於這一研究成果,他隨後又闡明瞭自噬機制的原理,並證明人類細胞也擁有相同的自噬機制。

評選委員會在當天釋出的新聞公報中指出,大隅良典的研究成果有助於人類更好地瞭解細胞如何實現自身的迴圈利用。在適應飢餓或應對感染等許多生理程序中,細胞自噬機制都有重要意義,大隅良典的發現為理解這些意義開闢了道路。此外,細胞自噬基因的突變會引發疾病,因此干擾自噬過程可以用於癌症和神經系統疾病等的**。

作為國內研究多細胞生物中自噬作用機理和調控機制的專家,中科院生物物理所研究員張巨集與大隅良典在學術上有過深入交流。在張巨集看來,雖然我國在生命科學領域仍處於相對落後的地位,但在細胞自噬這個具體方向上,我國科學家處於領先地位。「細胞自噬是目前國際上生命科學領域的研究熱點,國內有很多團隊投身其中,中科院動物研究所的陳佺教授團隊、清華大學陳曄光教授、北京大學醫學部朱衛國教授團隊等都有不少原創成果。

」張巨集說。

清華大學教授俞立2023年回國任教,對於國內近些年在生命科學領域的進步深有感觸。「如果將細胞自噬研究比作一座大樓,那麼中國科學家已經為這座大樓增添了新的樓層。」

「細胞自噬的研究才剛剛開始」,張巨集說,中國科學家有能力在這個領域做出更大貢獻。

將拓撲概念引入物理學研究

在理論預言的基礎上,我國科學家將taas中的外爾費米子行為首次展現到世人面前

評選委員會表示,戴維·索利斯、鄧肯·霍爾丹和邁克爾·科斯特利茨將拓撲概念應用於物理研究,是他們取得成就的關鍵。

對很多人來說,「拓撲相變和拓撲相」屬於讓人望而生畏的深奧理論。

拓撲本身是一個數學概念,描述的是幾何體在連續彈性形變(不撕破,不截斷)下能夠保持不變的性質。「比如,一塊麵團無論怎麼揉搓,它的外表面上的孔洞數是0。而如果撕破它,重新粘連,就可以做成麵包圈,麵包圈的外表面就形成了1個孔洞。

這個孔洞的數目就是麵糰或麵包圈在連續彈性形變下保持不變的量,是區分這兩個幾何體的拓撲不變數,即拓撲數。」 中科院物理所研究員翁紅明說。

不同的物質形態稱之為物質的不同「相」或物態。相變,也就是物質「變臉」的過程,即從一種相變換到另一種相的過程。比如水隨著溫度變化而在固、液、氣三態之間的轉化實際上就是相變的過程。

相變過程通常伴隨物質性質、效能的改變。物質的「拓撲性質」發生了變化,稱之為「拓撲相變」。拓撲相變伴隨的是拓撲數的變化。

5樓:匿名使用者

細胞自噬是真核生物中進化保守的對細胞內物質進行週轉的重要過程。該過程中一些損壞的蛋白或細胞器被雙層膜結構的自噬小泡包裹後,送入溶酶體(動物)或液泡(酵母和植物)中進行降解並得以迴圈利用。

這個定義不太好理解。翻譯一下,就是真核生物的細胞中存在一種機制,可以把一些損壞的、失效的蛋白質和細胞器放入一個負責**利用的小隔間(名叫「溶酶體」)裡,從而降解這些蛋白質和細胞器,把它們拆分成構成它們的各種原料,再重新加以利用。可以把這種機制想像為一家工廠中的「物資**利用」部門。

人類也是真核生物,人類細胞中也具有此項功能。

細胞自噬的實質是什麼,有何爭議? 5

6樓:匿名使用者

是真核生物中進化保守的對細胞內物質進行週轉的重要過程。該過程中一些損壞的蛋白或細胞器被雙層膜結構的自噬小泡包裹後,送入溶酶體(動物)或液泡(酵母和植物 )中進行降解並得以迴圈利用。

獲諾獎的「細胞自噬」究竟是個什麼鬼

7樓:聽風

細胞自噬(autophagy)是真核生物中進化保守的對細胞內物質進行週轉的重要過程。該過程中一些損壞的蛋白或細胞器被雙層膜結構的自噬小泡包裹後,送入溶酶體(動物)或液泡(酵母和植物)中進行降解並得以迴圈利用。

克里斯汀·德·迪夫,2023年獲得諾貝爾生理學或醫學獎,「自噬」這個詞的命名人。

2023年諾貝爾生理學或醫學獎得主大隅良典曾經活躍於多個研究領域,但自從2023年建立了自己的實驗室之後,他就主要研究蛋白質在液泡中降解的過程了。液泡也是一種細胞器,它在酵母中的地位和人體中溶酶體的地位類似。酵母細胞相對更容易進行研究,因而常被用作人類細胞的模型;尋那些在複雜細胞通路中發揮重要作用的基因時,酵母特別有用。

但大隅面臨著一個重大挑戰:酵母細胞很小,在顯微鏡下不容易看清它的內部結構,因此他起初都無法確定自噬現象是否也會發生在酵母細胞中。大隅推論,如果他能在自噬行為發生的時候阻斷液泡中蛋白質分解的過程,那麼自噬體將在液泡中累積,從而在顯微鏡下可見。

因此,他培育出因突變而缺乏液泡降解酶的酵母細胞,並通過使細胞飢餓激發自噬。

獲得諾貝爾獎的「細胞自噬」是什麼:人類

8樓:加呼

諾貝爾獎是世界上影響最大的科技成果獎,諾貝爾在科技方面的突出貢獻表現在化學工業方面。諾貝爾獎的啟示二十世紀劍橋大學和哈佛大學分別獲得56和36項諾貝爾獎,名列全球之冠。分析這兩所大學的成功經驗發現,科學精神在其中丐了關鍵作用。

劍橋大學的學術淵源是古希臘強調理性訓練和人格塑造的自由教育思想,其核心內容是強調獲取知識發展智慧是教育的唯一和最高目的,反對教育有其它功利主義目的和為某種職業做準備。具體表現為:在教學目標上,強調發展智力重於獲得知識;在課程和專業設定上,強調教育目的的內在懷,追求知識本身的價值,反對教育外在的功利目的,重視學術性專業與課程;在教學內容上,以培養知識面寬的博學家而不是某一領域的專門人才作為確定內容的標準;在教育目的上,強調理髮原則,鼓勵學生獨立思考、大膽質疑,重視批判性和創造性思考能力的培養等。

在這種學理念引導下劍橋大學形成了注重學術學士與自由、重視知識內在價值,強調發揮個人才智和潛力的傳統.自由教育思想及由此而形成的劍橋學術傳統薰陶了歷代劍橋學子,使他們學術功底深厚,各種能力,尤其是質疑創新力出類拔萃。作為美國的「劍橋學院」,哈佛大學不僅保留了劍橋自由教育思想的傳統,而且美國自由、寬鬆與務實的環境使其教育更具融通性.

哈佛大學的歷任校長堅持理髮主義與工利主義相融合的學思想,對哈佛大學的發展產生了浣影響.他們承認大學的職責是報效養育自己的社會,但同時也堅持外部環境不應迫使大學犧牲其獨立性而參與政治鬥爭,或者要求大學作一些有損於學術公開性和自由的事情,因為公開性和自由是學習和研究必不可少的特性。2023年就任的哈佛校長陸登庭指出:

「大學的研究固然應該為經濟發展做出重要的貢獻,大學教育也應當幫助學生從事有益並令人滿意的工作.然而對一種最好的教育來說,還存在著無法用美元或人民幣徇的更重要的方面.最佳教育不僅應有助於我們在專業領域內更具創造性,它還應該使我們變得更善於深思熟慮,更有追求的理想和洞察力,成為更完美、更成功的人……大學更應該注重基礎研究.

並且不是懷著實用的心態,而是在對自然、人性深刻理解的基礎上進行深入探索.」可見,大學工想獲得重大成就,產生了傑出的學術大師,必須具有一種超然物外的求知精神,只追求趔和科學而不問其實際功利的氛圍與品格以及多種學科廣泛會通與交叉的知識底蘊.劍橋大學和哈佛大學之所以成為諾貝爾獎搖籃,其根源就在於它們歷來不為外部環境所左右,不以功利心態取捨知識,始終如一地保持自己獨特的自由教育傳統,從而使不同學科能夠按照內在的邏輯發展相互會通、結合和滲透,逐漸在校內形成了博大恢弘、相容幷蓄、視野廣闊、富於綜合創新的精神.

諾貝爾獎並不青睞功利主義者,只有具備科學精神的人才有可能獲此殊榮.縱觀100年來諾貝爾科學獎獲獎名單發現,諾貝爾獎通常不獎勵應用技術或產品的發明家,90%以上的獎項都被授予在基礎科學方面取得千百萬民理論成就的科學家.公眾一般對實用技術類科學成果有切身感受,而基礎科學領域的發現與理論由於與經濟和日常生活距離較遠,往往不能引起人們重視,但它們卻是技術的基礎和源頭,對於保持技術的不斷創新和經濟的可持續發展至關重要.

諾貝爾科學獎偏愛基礎科學成果的傳統,對於激勵科學家從事基礎科學研究、使全社會關注和支援基礎科學研究無疑起了十分積極的作用。美國之所以取得諾貝爾獎優勢地位,一個重要原因是美國科學傢俱有創新和挑戰權威的科學精神,他們敢於、樂於向權威挑戰,總是對舊觀點提出質疑。中國科學家則不敢懷疑權威和書本,因而缺乏創新意識和創新能力.

科學理論只是通過嚴密的邏輯體系對客觀世界描述了了具有一定精密度的對應,作為某個時期的思想產物,它只是人類漫長認識過程中的一個階段性成果,對它進行發展、懷疑、批評、糾正以及部分原理的否證等都是天經地義的,甚至整個理論的否證都可能出現.創新就是要標新立異,做前人沒做過的事,敢於懷疑,善於懷疑,才會鑽研,才可能創新。我國大部分科學研究都屬於常態科學研究,有成功的安全可效仿.

在常態科學研究中,基本要求科學家「教條」地對待它所依據的正規化,這隻能產生常態科研成果,但是要產生世界一流的科技成果或得諾貝爾獎,仿效性的工作和「教條」地對待科學研究是沒有指望的。科學家的創造活動深受科學傳統和社會背景的影響,中國現在要做不是房間追求諾貝爾獎,而是培育良好的學術傳統和創新意識,營造自由的學術氛圍。總之,諾貝爾獎是人類探索未知世界傑出成果的體現,科學精神在每位獲獎進身上都得到集中反映,我國要想實現諾貝爾獎零的突破,道德必須從遏制功利思想、鑄造科學精神開始。

什麼叫細胞自噬有什麼生物學意義,細胞自噬機制的發現有何重要的意義

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