约翰·苏尔斯顿爵士因其在细胞程序性死亡和器官发育遗传调控机制领域的杰出研究,与悉尼·布伦纳(Sydney Brenner)和H·罗伯特·霍维茨(H. Robert Horvitz)共同获得了2002年的诺贝尔生理学或医学奖。他们的工作为理解细胞如何遵循预定的程序进行自我毁灭(即细胞凋亡)以及这一过程在生物体正常发育中的作用提供了基础性的见解。通过研究秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans),他们揭示了控制这些关键生物学过程的基因和分子通路,这项成果对整个生命科学领域产生了深远的影响。
早在20世纪60年代初期,科学家就开始探索“程序性细胞死亡”的奥秘。要揭开这一奥秘,需要选择一个合适的研究对象,像细菌这样的单细胞生物太简单,而像哺乳动物这样由大量细胞组成的生物又太复杂,科学家最终选择了线虫。线虫长仅1毫米,细胞数量不多,功能也不复杂,而且它身体透明,便于用显微镜观测。
布雷内早在20世纪60年代初期就正确地选择线虫作为研究对象。这一选择使得基因分析能够和细胞的分裂、分化,以及器官的发育联系起来,并且能够通过显微镜追踪这一系列过程。霍维茨发现了线虫中控制细胞死亡的关键基因并描绘出了这些基因的特征。他揭示了这些基因怎样在细胞死亡过程中相互作用,并且证实了相应的基因也存在于人体中。苏尔斯顿则描述了线虫组织在发展过程中细胞分裂和分化的具体情况。他还确认了在细胞死亡过程中发挥控制作用的基因的最初变化情况。
这3位获奖者的成果为其他科学家研究“程序性细胞死亡”提供了重要基础,后来科学家又在这一领域取得了一系列新成绩。科学家们发现,控制“程序性细胞死亡”的基因有两类,一类是抑制细胞死亡的,另一类是启动或促进细胞死亡的。两类基因相互作用控制细胞正常死亡。如果能发现所有的调控基因,分析其功能,研究出能发挥或抑制这些基因功能的药物,那么就可加速癌细胞自杀,达到治疗癌症的目的,提高免疫细胞的生命力,达到抵御艾滋病的目的。
线虫基因图谱
苏尔斯顿领导了对秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)生命周期中所有细胞分裂和分化的详细研究。他绘制了该物种从受精卵到成体的所有细胞谱系,这项工作揭示了细胞分化和器官形成的精细过程。
程序性细胞死亡的研究
他在线虫中发现了细胞程序性死亡(细胞凋亡)的遗传调控机制,并鉴定了关键基因nuc-1(也称为ced-3),这个基因编码的蛋白质参与了细胞凋亡过程中DNA的水解。这一发现对于理解正常发育中细胞如何有序地死亡以及在疾病如癌症中这一过程的失调具有重要意义。
人类基因组计划
苏尔斯顿是国际人类基因组计划的重要参与者,尤其是在英国塞恩斯伯里实验室(Sanger Centre,后更名为韦尔康信托桑格研究所)的工作中起到了核心作用。他的团队完成了人类基因组大约十分之一的测序工作,并且这些成果为最终完成人类基因组序列框架图奠定了基础。
诺贝尔生理学或医学奖
2002年,约翰·苏尔斯顿与悉尼·布伦纳、罗伯特·霍维茨一同因“他们对器官发育和细胞程序性死亡的遗传调控机理的研究”而被授予诺贝尔生理学或医学奖。
文明上网,理性发言,共同做网络文明传播者