第17章 生命科学与诺贝尔奖
1910年，德国科学家埃尔伯格·克赛尔（AlbrechtKossel 1853—1927）因为蛋白质、细胞及细胞核化学的研究而获得诺贝尔生理学或医学奖。他首先分离出腺嘌呤、胸腺嘧啶、胸腺核苷酸和组氨酸。
1959年，美籍西班牙裔科学家奥乔亚（SeveroUchoa，1905—1993）因发现细菌的多核苷酸磷酸化酶从而成功地合成了核糖核酸，研究并重建了将基因内的遗传信息通过RNA 中间体而翻译成蛋白质的过程。他和科恩伯格（ArthurKornberg，1918—2007）分享了当年的诺贝尔生理学或医学奖，而后者的主要贡献在于发现了DNA 分子在细菌细胞及试管内的复制。
1962年，美国科学家沃森（JamesD.Watson，1926— ）和英国人克里克（FrancisH.C.Crick，1916—2004）因为在1953年提出了DNA 的反向平行双螺旋结构而与威尔金斯（MauriceWilkins，1916—2004）共享诺贝尔生理学或医学奖。
同年，英国科学家肯德鲁（1917—1997）和佩鲁兹（1914—2002）由于测定了肌红蛋白和血红蛋白的高级结构而荣获诺贝尔化学奖。
该章引自朱玉贤《分子生物学研究进展》，北京大学出版社，1997。
1965年，法国科学家雅各布（1920—2013）和莫诺（1910—1976）由于提出并证实了操纵子（Operon）作为调节细菌细胞的代谢机制而与衣沃夫（1902—1994）分享了诺贝尔生理学或医学奖。除了著名的操纵子模型外，雅各布与莫诺还首次提出存在一种与染色体脱氧核糖核酸序列相互补、能将编码在染色体DNA 上的遗传信息带到蛋白质合成场所并翻译成蛋白质的信使核糖核酸，即mRNA 分子。他们这一学说对分子生物学的发展起了极其重要的指导作用。
1969年，美国科学家尼伦伯格（1927—2010）由于在破译DNA 遗传密码方面的贡献，与霍利（1922— ）和科拉纳（1922—2011）等人分享了诺贝尔生理学或医学奖。霍利的主要贡献在于阐明了酵母丙氨酸（tRNA）的核苷酸排列顺序，并证实所有酵母丙氨酸具备结构上的相似性。科拉纳第一个合成了核酸分子，并且人工复制了酵母基因。
1975年，美国人特明和巴尔的摩由于发现在RNA 肿瘤病毒中存在以RNA 为模板，逆转录生成DNA 的逆转录酶而共享诺贝尔生理学或医学奖。
1980年，桑格（1918—2013）因设计出一种测定DNA 分子内核苷酸排列顺序的方法，而与吉尔伯特和伯格分享诺贝尔生理学或医学奖。伯格是研究DNA 重组技术的元老，他最早（1972年）获得了含有编码哺乳动物激素基因的工程菌株。桑格与吉尔伯特发明的DNA 序列分析法至今仍被广泛使用，成为分子生物学中最重要的工具之一。此外，桑格还由于测定了牛胰岛素的一级结构而获得1958年的诺贝尔化学奖。
1984年，科拉乌、梅尔斯坦和乔恩由于发展单克隆抗体技术，完善了极微量蛋白质的测定技术而分享了诺贝尔生理学或医学奖。
1988年，美国遗传学家麦克林托克（BarbanM.Clintock，1902—）由于在20世纪50年代提出并发现了可移动的遗传因子而获得诺贝尔生理学或医学奖。
1989年，美国科学家艾尔麦恩和塞克由于发现某些RNA 具有酶的功能（称为核酶）而共享诺贝尔化学奖。加州大学三藩分校的毕肖和华默斯由于发现正常细胞同样带有原癌基因而分享当年的诺贝尔生理学或医学奖。
1993年，美国科学家罗伯特和夏普由于他们在断裂基因方面的工作而荣获诺贝尔生理学或医学奖。美国科学家缪里斯由于发现PCR 扩增仪而与第一个设计基因定点突变的史密斯共享诺贝尔化学奖。
1994年，美国科学家吉尔曼和罗特皮尔由于发现了G 蛋白在细胞内信息传导中的作用分享了诺贝尔生理学或医学奖。
1997年，美国生物学家普鲁西内尔因发现引起疯牛病的朊病毒而获得诺贝尔生理学或医学奖。
此外，埃弗里等人关于致病力强的光滑型（S 型）肺炎链球菌DNA导致致病力弱的粗糙型（R 型）细菌发生遗传转化的实验，默赛森和斯塔尔关于DNA 半保留复制的实验，克里克所提出的遗传信息传递规律，雅诺斯基和勃兰诺关于遗传密码三联体的设想都对分子生物学的发展起了重大作用，被永远载入史册，成为这个学科发展的里程碑。
1998年，美国科学家罗伯·佛契哥特、路易斯·路伊格纳洛和费瑞·慕拉德因发现了“一氧化氮在心血管系统中起信号分子作用”而获得了诺贝尔生理学或医学奖。
1999年，诺贝尔生理学或医学奖授给君特·布洛贝尔博士，以表彰其在“蛋白质具有内在信号分子活性，能够调节其在细胞内的转运和定位”研究上的卓越成就。“布洛贝尔的贡献将大大促进对作为‘蛋白质’工厂的细胞的有效作用，有助于开发生产对人类至关重要的新药。”“比如原发性高草酸尿症是一种遗传病，可以引发早年肾结石，它和囊性纤维变性等遗传病都是由蛋白质不能传输到位而引起的。”
2000年，诺贝尔生理学或医学奖授予瑞典科学家阿尔维德·卡尔松、美国科学家保罗·格林加德以及埃里克·坎德尔，以表彰他们在“人类脑神经细胞间信号的相互传递”方面获得的重要发现。人的大脑中有上千亿个神经细胞，神经细胞间的信息传递，通过不同的化学传送物质来完成。信号转导主要发生在被称为突触的特殊部位。三位科学家正是因在神经细胞间特殊的信号转导形式——慢突触传递上所做的开创性工作，而荣获该年度的诺贝尔生理学或医学奖。
2001年，诺贝尔生理学或医学奖授予三位英美科学家：美国科学家雷兰德·哈特韦尔、英国科学家保罗·诺斯和蒂莫西·亨特。三位科学家在有关调控细胞循环周期的研究中有重要发现，他们确认了控制包括植物、动物和人类真核细胞在内的主要分子。这一基本发现对于全面了解细胞的生长过程具有重要的意义，多数生物医学研究课题将因之受益，并会在许多不同的领域得到应用。这一发现证明了细胞循环调控出现缺陷时可能导致的染色体改编以及可能最终导致癌细胞的生存，因此这在研究癌症诊断方面开创了新的方向。
同年诺贝尔化学奖奖金的一半授予美国科学家威廉·诺尔斯与日本科学家野依良治，以表彰他们在“手性催化氢化反应”领域所做出的贡献；奖金另一半授予美国科学家巴里·夏普莱斯，以表彰他在“手性催化氢氧化反应”领域所取得的成就。
2002年，诺贝尔生理学或医学奖授予了英国科学家悉尼·布雷内、美国科学家罗伯特·霍维茨和英国科学家约翰·苏尔斯顿，以表彰他们发现了在器官发育和“程序性细胞死亡”过程中的基因规则。“程序性细胞死亡”是细胞的一种生理学上的、主动性的“自觉自杀行为”，这些细胞死得有规律，似乎是按编好了的“程序”进行的，犹如秋天片片树叶的凋落，所以这种细胞死亡又称为“细胞凋亡”。(https://www.daowen.com)
2003年，诺贝尔生理学或医学奖授予美国科学家保罗·劳特布尔和英国科学家彼得·曼斯菲尔德，以表彰他们在核磁共振成像（MRI）技术领域的突破性成就。他们的成就是医学诊断和研究领域的重大成果。
同年诺贝尔化学奖授予美国科学家彼得·阿格雷和罗德里克·麦金农，分别表彰他们发现细胞膜水通道，以及对离子通道结构和机理研究做出的开创性贡献。水通道蛋白主要负责水分子在细胞膜内外的转运，一些通透性较好的水通道蛋白也可以让甘油、尿素等小分子物质通过。
2004年，两位美国科学家理查德·阿克塞尔和琳达·巴克，因探明了人类嗅觉的真谛而获得诺贝尔生理学或医学奖。
同年诺贝尔化学奖授予以色列科学家阿龙·切哈诺沃、阿夫拉姆·赫什科和美国科学家欧文·罗斯，以表彰他们发现了细胞是如何摧毁有害蛋白质的（泛素调节的蛋白质降解）。“泛素调节的蛋白质降解”方面的知识将有助于攻克子宫颈癌和囊肿性纤维化等疑难疾病。
2005年，诺贝尔生理学或医学奖授予澳大利亚科学家巴里·马歇尔和罗宾·沃伦，以表彰他们发现了导致胃炎和胃溃疡的细菌。沃伦和马歇尔发现的这种细菌被定名为幽门螺杆菌。在马歇尔和沃伦发现这种细菌之前，医学界认为正常胃里细菌是不能存活的。1979年根据活组织切片检查结果，沃伦发现50%左右的病人的胃腔下半部分附生着许多微小的、弯曲状的细菌，即幽门螺杆菌。马歇尔和沃伦认为，幽门螺杆菌是导致胃炎、十二指肠溃疡和胃溃疡的关键因素。发现这种细菌，使胃炎、十二指肠溃疡和胃溃疡的诊断治疗变得极其简单。目前科学家正在研究幽门螺杆菌与胃癌和一些淋巴肿瘤发病之间的联系。
2006年，诺贝尔生理学或医学奖授予安德鲁·菲尔和克雷格·梅洛，以表彰他们发现了“RNA 干扰机制——双链RNA 沉默基因”。他们首次将双链RNA 导入线虫基因中，并发现双链RNA 较单链RNA 更能高效地特异性阻隔相应基因的表达，他们称这种现象为RNA 干扰。他们的这一发现也促进后来的科学家认识到，生物体的基因转化的最终产物不仅仅是蛋白质，还包括相当一部分RNA。
同年诺贝尔化学奖授予美国科学家罗杰·科恩伯格，以奖励他在“真核转录的分子基础”研究领域做出的贡献。科恩伯格成为第一个成功地将脱氧核糖核酸（DNA）的复制过程捕捉下来的科学家。基因中遗传信息的转录和复制是地球上所有生物生存和发展必然经历的过程，科恩伯格教授有关真核转录的研究第一次将基因的这一转录过程细致地描述出来，使了解基因的转录过程成为可能。
2007年，诺贝尔奖评审委员会向该年诺贝尔生理学或医学奖的三位得主——美国科学家马里奥·卡佩奇、奥利弗·史密斯和英国的马丁·埃文斯颁发诺贝尔奖，以表彰他们在干细胞研究方面所做的工作。
三位科学家改进了基因敲除技术，并在涉及胚胎干细胞和哺乳动物DNA 重组方面取得了一系列突破性发现。这项在老鼠身上进行的“基因打靶”技术，极大地影响了人类对疾病的认识，已被广泛应用在几乎所有生物医学领域。
2008年，诺贝尔生理学或医学奖揭晓，德、法两国的三位科学家分享该奖项。德国癌症研究中心的科学家哈拉尔德·楚尔·豪森因发现人乳头状淋瘤病毒（HPV）导致子宫颈癌而获奖；法国两位科学家，巴基德研究所病毒学系逆转录病毒感染调控小组的弗朗索瓦丝·巴尔-西诺西和巴黎世界艾滋病研究与预防基金会的吕克·蒙塔尼因发现人类免疫缺陷病毒（HIV）而获奖。
2009年，诺贝尔生理学或医学奖在瑞典卡罗林斯卡医学院揭晓，美国加利福尼亚旧金山大学的伊丽莎白·布莱克本、美国巴尔的摩约翰·霍普金斯医学院的卡罗尔·格雷德和美国哈佛医学院的杰克·绍斯塔克获得该奖，以表彰他们发现了端粒和端粒酶保护染色体的机理。
同年，诺贝尔化学奖授予美国的万卡特拉曼-莱马克里斯南、托马斯-施泰茨和以色列的阿达-约纳特，以奖励他们在对生命一个核心过程的研究领域，也就是核糖体将DNA 信息“翻译”成生命方面做出的贡献。核糖体制造蛋白质，控制着所有活的有机体内的化学反应。因为核糖体对于生命至关重要，所以它们也是新抗生素的一个主要靶标。
2010年，诺贝尔生理学或医学奖揭晓，英国科学家罗伯特·爱德华兹因发展体外受精疗法（IVF）获奖。他的贡献使治疗不育症成为可能，包括全球超过10%的夫妇在内的人类因此受益匪浅。到目前为止，因为IVF 而得以出生的人大约有四百万，他们中的许多人现在已成年，有的甚至已为人父母了。在罗伯特·爱德华兹的引领下，对IVF 疗法的研究获得了许多重要的发现，一门新的医学领域也由此诞生。他的贡献代表着现代医学史上的一座里程碑。
2011年，诺贝尔生理学或医学奖由美国科学家布鲁斯·博伊特勒、法国科学家朱尔斯·霍夫曼和加拿大科学家拉尔夫·斯坦曼分享，以表彰他们在免疫学领域取得的研究成果。美国国家过敏和传染病研究所所长安东尼·福奇说，这三位科学家的发现为驱使人体自身细胞和免疫进程来阻止传染病、自体免疫紊乱、过敏、癌症和器官移植排异提供了可能性，他们的贡献已经并仍将继续产生深远的影响。
2012年，瑞典卡罗林斯卡医学院宣布，将诺贝尔生理学或医学奖授予英国科学家约翰·古尔和日本医学教授山中伸弥，以表彰他们在“体细胞重编程技术”领域做出的革命性贡献。所谓体细胞重编程，即将成年体细胞重新诱导回早期干细胞的状态，以用于形成各种类型的细胞，应用于临床医学。
同年美国科学家罗伯特·莱夫科维茨和布莱恩·克比尔卡因“G 蛋白偶联受体研究”获得诺贝尔化学奖。G 蛋白是一类可以与生物小分子GDP 或GTP 结合，具有特征性GTP 酶活性的蛋白质。在动物体内，最重要的一类是“三聚体G 蛋白”——也与1994年诺贝尔生理学或医学奖的得主的发现有关。这类G 蛋白是生物体内信息传递的重要媒介，可以接受上游信息，并把这些信息传递给下游的诸如腺苷酸环化酶、磷脂酶C等效应器，产生多种第二信使，并通过级联放大最终产生各种生理效应。
2013年，诺贝尔生理学或医学奖授予美国科学家詹姆斯·E. 罗斯曼和兰迪·W. 谢克曼以及德国科学家托马斯·C. 苏德霍夫，以表彰他们发现细胞内部囊泡运输调控机制。谢克曼发现了能控制细胞传输系统的不同方面的三类基因，从基因层面上为了解细胞中囊泡运输的严格管理机制提供了新线索；罗斯曼于20世纪90年代发现了一种蛋白质复合物，可令囊泡基座与其目标细胞膜融合；基于前两位美国科学家的研究，苏德霍夫发现并解释了囊泡如何在指令下精准地释放出内部物质，揭示了细胞如何在准确的时间将其内部物质传输至准确的位置，揭示出细胞生理学的一个基本过程。
2014年，由诺贝尔委员会宣布，英国科学家约翰·奥基夫，挪威一对夫妇梅·布莱特·莫索尔和爱德华·莫索尔获得当年诺贝尔生理学或医学奖，奖励他们在“发现了大脑中形成定位系统的细胞”方面所做的贡献。约翰·奥基夫认为这些是“定位细胞”，他们形成了房间的地图。梅·布莱特·莫索尔和爱德华·莫索尔夫妇发现了大脑定制机制的另外一项关键组成部分——“网格细胞”。
2015年度诺贝尔生理学或医学奖已经宣布，其奖金的一半授予威廉·坎贝尔和大村智，以表彰他们在创新蛔虫疗法方面的贡献；另一半授予屠呦呦，以表彰她在治疗疟疾方面的贡献。
同年诺贝尔化学奖授予托马斯·林达尔、保罗·莫德里奇和阿齐兹·桑贾尔三位科学家，因为他们从分子水平上揭示了细胞是如何修复损伤的DNA 以及保护遗传信息的。他们的研究工作为我们了解活体细胞是如何工作的提供了最基本的认识，并有助于进行很多实际应用，比如新癌症疗法的开发。
2016年，诺贝尔生理学或医学奖授予日本分子细胞生物学家大隅良典，以表彰他发现了细胞自噬的机制。细胞自噬在质量控制中起基础作用并维持了细胞能量的稳态。一些研究表明，自噬与细胞衰老密切相关，参与蛋白酶和自噬相关调节的BAG 蛋白家族中BAG3/BAG1比值在复制性衰老时增高，且BAG3在细胞衰老时能介导自噬的激活。研究还发现在Ras 诱导的细胞衰老进程中也可观察到较高的自噬活性。其次是包括帕金森症在内的一些神经退行性疾病，2013年的一项研究就指出一种与细胞自噬作用相关的基因若出现异常，会导致一种罕见的脑病。这种罕见脑病被称作“伴随成人期神经退行性变性的儿童期静态脑病（SENDA）”，患者大脑萎缩并伴随认知障碍。
同年诺贝尔化学奖在瑞典皇家科学院揭晓，让·皮埃尔·索维奇，J.弗雷泽·斯托达特爵士和伯纳德·L.费林加三位科学家分享该奖，以表彰他们在“合成分子机器”方面的研究。分子机器，指由分子尺度的物质构成、能行使某种加工功能的机器，其构件主要是蛋白质等生物分子。因其尺寸多为纳米级，又称生物纳米机器，具有小尺寸、多样性、自指导、有机组成、自组装、准确高效、分子柔性、自适应、仅依靠化学能或热能驱动、分子调剂等其他人造机器难以比拟的性能，因此研究生物纳米机器具有重大意义。