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新闻稿

2021年度邵逸夫生命科学与医学奖颁予斯科特 • 埃姆尔 (Scott D Emr),以表彰他所发现的内体蛋白分选转运复合体 (ESCRT) 途径,对於涉及膜生物学的多样化过程至关重要,其中包括细胞分裂、细胞表层受体调节、病毒传播及轴突修剪等。这些过程对於生命、 健康,及疾病尤其重要。斯科特 • 埃姆尔是美国康奈尔大学分子生物学及遗传学法兰克 • 罗德讲座教授暨威尔细胞及分子生物学研究所所长。

让生命变得有可能,细胞必须将特定的生物组分在适当的时候 放置在适当的位置。这个范畴便是今届邵逸夫生命科学与医学奖得主斯科特 • 埃姆尔的专长。埃姆尔在细胞内囊泡运输方面获得开创性的发现。囊泡是一种膜包裹著的小泡,内里充满液体, 负责将生物组分传送至细胞内不同的「目的地」。这些「目的地」叫作细胞器,是一种膜包裹著的单元,负责不同的细胞功能。 在一系列划时代的研究当中,埃姆尔利用精巧的基因手段,识别40个编码ESCRT组合成分的基因。埃姆尔结合分子、生化以及 结构的方法找出这40个ESCRT蛋白的特性,并阐明其单个及联合作用。他的研究发现ESCRT是一种生物机器,与囊泡合作,存放新合成的蛋白,并确保囊泡及其运载物能够选择性地送抵特定的亚细胞器。这项研究的核心为埃姆尔所发现的一种酶-脂质激酶。这种酶能够将名为磷脂酰肌醇的脂质分子,转化为磷脂酰肌醇—3—磷酸盐。埃姆尔在研究这种酶及有关的脂质时,发现不同的脂质有著成为特定细胞器的「地址」的功能,能够决定特定 生物组分送达的地点。由一种磷酸肌醇转化为另一种磷酸肌醇,为ESCRT途经提供了辨识细胞器膜表层的基础。因此,这些脂质「地址」对於囊泡由一个细胞器传送到另一个细胞器这个精密并连序进行的动作起到决定性的作用。值得留意的是,不同细胞器之间完整的输送需要用到五个ESCRT的亚复合物。埃姆尔有系统地界定该五个功能各异的ESCRT机器的组合成分,并透过流水线状途径找出该五个机器的工作特性。另一项与埃姆尔的研究有关的突破性发现,指出ESCRT可识别某些蛋白的所谓泛素标签,这些蛋白需要被包装到囊泡内,并在指定的细胞区室内被摧毁。这个过程对於细胞内受体蛋白的正常更新十分重要。在一项颠覆性的研究中,埃姆尔发现并阐明ESCRT机器能够将囊泡膜向内屈曲,使其远离细胞质。囊泡膜向内屈曲能够形成独特的囊泡结构,与其他为人所熟悉的亚细胞细胞器的拓朴结构完全相反。由ESCRT引导的囊泡膜屈曲现在已被公认为细胞广泛使用的通用机制。囊泡膜屈曲在很多重要的过程上都扮演著举足轻重的 角色,其中包括细胞表面受体信息传递的调节、细胞分裂时的子细胞分离、HIV等病毒从宿主细胞的萌芽、新细胞的感染扩散以及对脑部正常发育尤其重要的轴突修剪。研究发现ESCRT途径突变会引至发育严重缺陷,导致胚胎死亡,某些情况下是因无法关闭细胞表面受体 (例如Notch受体)的信息传递而致。总括来说,斯科特 • 埃姆尔改变了我们对於细胞膜运输的途径及机制的认识;细胞膜运输无论是对酵母还是人类的生命进程,都十分重要。
 

邵逸夫生命科学与医学奖遴选委员会
(译自英文原稿)


2021年6月1日  香港