諾貝爾生理暨醫學獎

 

【摘要10.8.2009許英昌 蘋果】2009諾貝爾生理暨醫學獎，頒給加州大學舊金山分校布拉克柏恩（E.H.Blackburn）博士、約翰霍普金斯大學葛萊德（Carol Greider）博士及哈佛大學醫學院宙斯塔（Jack Szostak）博士，肯定三位學者發現端粒，如何保護染色體，以及端粒酶的存在；從揭開端粒酶的分子作用機制中，打開生物研究新領域，並提供開發疾病治療新方向。

1970年代末期，布氏希望能定序真核細胞染色體兩端DNA的排序。當時耶魯大學加爾博士發現，一種纖毛原生動物─四膜蟲，擁有許多DNA的微小染色體。布氏在加氏實驗室中，收集足夠端粒檢體以定序。發現末端乃由六個核苷酸CCCCAA，重複20至70次所組成。類似排列結構，也存在其他纖毛原生動物中，但科學家不了解這結構是否也出現在其他生物上。

1980年代，宙氏觀察到一線型DNA分子，稱微小染色體，打入酵母細胞後，隨即被分解。在戈登會議中，布氏的結果引起宙氏注意，兩人討論後，進行跨領域合作，將四膜蟲的重複序列，加入酵母菌線型DNA上，宙氏發現，四膜蟲的重複序列，使酵母菌持續擁有線型DNA。四膜蟲的端粒，保護酵母菌的線型DNA，使線型DNA代代相傳。布氏及宙氏更進一步思索端粒酶的存在。

葛氏加入布氏實驗室，找尋合成重複排序的未知蛋白質。1984年聖誕節，葛氏發現四膜蟲內含一種酵素，能一次將含6個DNA的重複順序，加到DNA上。布氏及葛氏稱此酵素為端粒酶。葛氏分離此酵素，發現含有RNA（核糖核酸）及蛋白質，並進一步定序此RNA排列，證明此順序決定四膜蟲上端粒的重複。

更進一步切斷此RNA，也將破壞端粒酶特性，證明內在RNA模板決定端粒上的順序，布氏改變RNA上的排列順序，導致端粒上不同的重複。接著切克（Tom Cech）博士（1989年諾貝爾化學獎得主）純化端粒酶中蛋白質部分，能將核酸一個一個加到染色體末端。

同一時期，宙氏和博士後研究員藍柏拉（Victoria Lundbiad），則找出和端粒酶功能的重要基因。兩位也找到一較短端粒有關的基因，稱EST1，也藉此找到和穩定端粒相關的核心蛋白。

布氏證明染色體端粒，由簡單重複的DNA排列構成，宙氏證明重複順序能增加染色體的穩定性。宙氏及布氏預測酵素的存在。葛氏及布氏分離端粒酶，並發現每種生物的端粒酶均含有核醣核酸，並以此為模板製造特別DNA重複序列。宙氏則以酵母菌為材料，發現細胞失去端粒酶功能，將使染色體兩端變短，進而停止分裂。

三位科學家的成果，打開研究端粒酶和癌症及老化新領域。科學家發現癌細胞能不斷分裂，原因之一在於擁有較高活性的端粒酶，並開發新藥物及疫苗，以抑制癌細胞內端粒酶的活性；提供治療新方向，並了解老化是一複雜過程，由許多因素決定，端粒酶是其中之一。

總之，現代科學家應學習善用他人智慧，從抽象思考中旁徵博引，從討論中激發科學熱情，手腦並用，方能打開生命科學一片天。 【中正大學生命科學系兼任助理教授】

 

〔摘要10.8.2009自由 林曉雲、胡清暉、陳怡靜〕英國「泰晤士報」高等教育增刊今天將公布全球大學世界排名，台灣大學首次擠進世界百大行列，排名第95名，比去年大幅進步了29名，「八十台大、前進百大」的夢想成真，教育部長吳清基還因此主動在國會公布喜訊。