细胞生物学研究进展
爱德华·莫泽(Edvard I. Moser)
1962年出生于挪威
约翰·奥基夫(John O’Keefe) )
1939年出生于美国纽约市,拥有美国和英国国籍。
医用细胞生物学(cell biology) 以细胞生物学和分子生物学为基础,研
究人体生长发育、衰老和死亡等生命活动规 律及疾病发生机制和防治的科学。
二、细胞生物学发展结构图
细胞学
形态结构
生物学
活动机制 三维机构
细胞生物学 分子生物学
分子细胞生物学
大分子结 构的研究
分子细胞生物学是细胞生物的主要发展方向
2004年美国科学家理查德·阿克塞尔和琳达·巴克, 发现了人体“气味感受器”的大型基因家族。它对应着的相 同数目的气味受体种类,并从分子层面到细胞组织层面清楚 地阐明了嗅觉系统的工作原理。
2005 年澳大利亚科学家罗宾·沃伦和巴里·马歇尔。 在1982年发现了导致人类罹患胃炎、胃溃疡和十二指肠溃疡 的罪魁——幽门螺杆菌,从此推翻了胃溃疡等疾病是由于精 神紧张所致的传统观念。
(四)难点问题
安乐死 器官移植 人工授精 死亡标准(脑、心) 转基因动物和植物 动物克隆 胚胎干细胞和组织工程
四、细胞生命活动与人类的相互关系
五、细胞生物学的研究进展
20世纪60年代以来重要进展
1960 1961 1968
蛋白质合成操纵子学说 线粒体氧化磷酸化偶联机制——化学渗透 遗传密码在蛋白质合成中的作用
(二)重点领域
染色体 DNA 与蛋白质相互作用关系 —主要是非组蛋白对基因组的作用
细胞增殖、分化、凋亡的相互关系及其调控 细胞信号转导的研究 细胞结构体系的组装 蛋白质之间的相互作用 细胞内的网络调控
美国科学情报研究所(ISI)收录及引用论文检索, 全世界自然科学研究中论文发表最集中的三个领域分 别是:
三、细胞生物学的研究内容及重点领域
细胞生物学与分子生物学(包括分子遗传学与 生物化学) 相互渗透与交融是总的发展趋势。
(一)研究内容
1.生物膜与细胞器 2.细胞骨架系统 3.细胞信号转导 4.细胞核、染色体及基因表达 5.细胞增殖及调控 6.细胞分化与调控及干细胞 7.细胞衰老与死亡 8.细胞工程 9.细胞起源与进化
1969 1970 1972
癌基因学Байду номын сангаас 反转录酶 膜的液态镶嵌模型
1976 膜上离子通道
1977 生长激素C释lic放k抑to制a素d基d因te在x大t 肠杆菌中表达
1997 克隆羊和核小体核心组蛋白8聚体原子结构
1998 发现人类胚胎干细胞、阐明内质网蛋白质合成 机制和发现细胞凋亡基因及调节规律
1999 发现细胞膜水通道
细胞信号转导(signal transduction);
细胞凋亡(cell apoptosis);
基因组与后基因组学研究 (genome and post-genomic analysis)。
(三)热点问题
功能基因组学
蛋白质组学
细胞生长与分化 干细胞研究
细胞信号转导
真核基因转录调控
细胞增殖及调控 细胞衰老与死亡
2002年,英国科学家悉尼·布雷内、约翰·苏尔斯顿和美国科学家 罗伯特·霍维茨。他们为研究器官发育和程序性细胞死亡过程中的基因调 节作用作出了重大贡献。
2003年,美国科学家保罗·劳特布尔和英国科学家彼得·曼斯菲尔 德。他们在核磁共振成像技术上获得关键性发现,这些发现最终导致核 磁共振成像仪的出现。
他们利用小鼠胚胎干细胞对活体内特定基因进行改造, 这为“基因靶向”技术的发展奠定了基础。
巴雷-西诺希(法国) 路克-蒙塔尼埃(法国) 楚尔-郝森(德国)
1947
1932
1936
2008年,德国科学家楚尔郝森因发现人乳突淋瘤病毒引 发子宫颈癌;而两名法国科学家巴雷-西诺希和路克-蒙塔尼埃 发现人类免疫缺陷病毒。
伊丽莎白-布莱克本 卡罗尔·格雷德
1948
1961
杰克·绍斯塔克 1952
2009年,美国伊丽莎白·布莱克本、卡罗尔·格雷德以及杰 克·绍斯塔克发现了端粒和端粒酶保护染色体的机理。
2010年,英国生理学家罗伯特·爱德华兹因为在试管婴儿方 面的研究获得诺贝尔生理学或医学奖。
布鲁斯·博伊特勒 (美国, 1957)
细胞与分子免疫 细胞粘附与通讯
内容(方向);领域(范围);热点(题)
美国国立卫生研究院(NIH)曾提出 当今全球疾病研究最热门的科研领域: 癌症(cancer) 心血管病(cardiovascular diseases) 爱滋病和肝炎等传染病 (infectious diseases:AIDS,hepatitis)
第一讲
一、细胞学说与细胞生物学
细胞学说
(1)一切动物和植物都是由细胞构成的; (2)细胞是构成有机体的基本单位: (3)任何一个细胞都是从已经存在的细胞
分裂而来的。
细胞生物学(cell biology)
是以细胞为研究对象, 从细胞整体水平、 亚显微结构水平和分子水平三个层面来研究 细胞的结构及其生命活动规律的科学。
朱尔斯·霍夫曼 (卢森堡 ,1941)
拉尔夫·斯坦曼 (加拿大 ,1943)
2011年度诺贝尔生理学或医学奖:通过发现免疫系统激活 的关键原理,革命性地改变我们对免疫系统的理解
约翰·格登 (英国)
山中伸弥(日本)
2012年英国科学家约翰·格登和日本科学 家山中伸弥因在诱导多功能干细胞领域的贡 献共同分享诺贝尔奖生理学或医学奖.
2006 年美国科学家安德鲁·法尔和克雷格·梅洛发 现RNA干扰机制。 RNA能够干扰生物体本身的RNA“信使”功 能,导致相应蛋白质无法合成,从而直接从源头上让致病基 因“沉默”,可有效治疗疾病。
1941 美国
1937 英国
1925 美国
2007年,英国科学家埃文斯、美国科学家卡佩奇和 史密斯在胚胎干细胞和哺乳动物DNA重组方面做出贡献。
2000 人类基因组“工作框架图”
21世纪诺贝尔生理学或医学奖
2000年,瑞典科学家阿尔维德·卡尔松、美国科学家保罗·格林加 德和埃里克·坎德尔。他们在研究脑细胞间信号的相互传递方面获得了重 要发现。
2001年,美国科学家利兰·哈特韦尔、英国科学家保罗·纳斯和蒂 莫西·亨特。他们发现了导致细胞分裂的关键性调节机制,这一发现为研 究治疗癌症的新方法开辟了途径。