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托马斯·聚德霍夫（Thomas C. Südhof，1955年12月22日生于德国哥廷根），德国生物化学家，以研究突触传递知名。自1986年以来聚德霍夫博士的研究已经阐明了许多主要的蛋白介导突触前功能。2013年，他和理查德·舍勒分享了拉斯克基础医学奖。
神经突触是神经元信息传递的关键结构，当神经兴奋时，神经电活动传递到突触前膜，导致细胞外钙离子经过离子通道扩散到细胞内，钙离子和蛋白synaptotagmin是突触囊泡释放的开关，囊泡释放涉及囊泡和细胞膜的融合，这个融合过程是神经递质释放的关键步骤。
人在感觉、思考或运动时，脑内神经元之间必须进行通讯联系。神经元之间通讯发生在一个被称为突触的部位，突触是神经元之间的特殊连接结构。通过突触，神经元可以在微秒时间尺度内进行信息交换。当神经元被激活时，突触前神经释放化学递质，递质经过突触间隙扩散到突触后细胞膜，和细胞受体结合并产生作用。Thomas Südhof实验室研究大脑内神经突触如何形成，它们的特殊性质，如何在此基础上完成信息交换。有研究表明，在早老性痴呆和自闭症等有重要疾病脑内存在突触联系障碍。该实验室的兴趣包括理解导致这些疾病突触异常的分子机制，包括两个主要的研究方向。第一个方向是理解突触形成机制，因不同联系目标神经元形成特异类型的突触，并表现出不同的生理学特性，Südhof实验室关注细胞粘附分子，特别是形成神经突触必须的neurexins和neuroligins。他们希望理解这些分子如何和细胞内外分子相互结合并形成突触结构，以及产生相应功能。有研究发现，精神分裂症和孤独者患者存在neurexins和neuroligins突变。提示这些患者存在突触传递障碍。为研究这些分子和这些疾病的关系，他们使用各类基因修饰模型，观察这些动物的行为学和电生理学改变。
第二个方向是理解信息如何在突触之间快速启动和精确控制的机制。过去20多年的研究发现，当突触前细胞内游离钙离子和一种蛋白synaptotagmin结合，导致突触囊泡和细胞膜融合，神经递质释放。Südhof 实验室主要希望阐述这一融合过程，或者说钙离子和synaptotagmin结合是如何调节突触囊泡融合的过程。也希望了解疾病情况下这一过程发生异常的原因，以寻找治疗这些疾病的手段。
ThomasC. Südhof在德国马普研究所生物物理化学专业攻读博士学位期间，从事神经递质释放机制的研究。Südhof描述了可释放肾上腺素、去甲肾上腺素、内啡肽的肾上腺髓质内嗜铬细胞的结构和功能。肾上腺髓质细胞受交感神经支配，可在动物面对威胁时诱发战斗或逃跑行为。
1983年，Südhof完成博士论文后到得克萨斯西南医学中心分子遗传室开始博士后工作，在Joseph L. Goldstein 和MichaelStuart Brown教授指导下，从事低密度脂蛋白（LDL）受体基因的克隆，解释了该受体对胆固醇的转录调节作用。肝脏内LDL受体非常丰富，特异性结合血液内胆固醇和低密度脂蛋白，随后细胞摄取胆固醇和低密度脂蛋白，产生清除血液胆固醇的作用。这是血液胆固醇水平的最重要调节方式，高胆固醇血症患者存在该过程异常。LDL受体功能也解释了受体介导的细胞内吞效应，目前已经证明是一种普遍细胞过程。因为这一发现，他的两位导师Goldstein 和 Brown获得1985年度医学或生理学诺贝尔奖。
完成博士后训练后，Thomas Südhof教授在德克萨斯西南医学中心分子拥有了自己的实验室，开始阶段继续和两位导师合作，并确定了LDL基因中负责产生甾醇介导终产物的序列，这一序列就是甾醇调节序列，该序列直接参与甾醇生物合成的调节。甾醇是一类非常重要的生物分子，例如人体内的胆固醇和甾体激素。LDL受体功能和甾醇调节序列的发现是导致他汀类药物发现的重要基础，2008年他汀类药物曾是国际上最畅销的药物。
独立开展研究后，ThomasSüdhof教授的独特贡献是神经突触前膜研究。他开始关注该领域时，大量神经科学研究围绕突触前膜在学习记忆过程中的作用。在德克萨斯西南医学中心21年工作中，Thomas Südhof教授的最大贡献是阐述了神经递质释放的分子机制和突触前膜的可塑性。他发现了突触结合蛋白（synaptotagmins），以及这些蛋白对神经递质释放的调节作用。突触结合蛋白属于突触囊泡的膜蛋白，是游离钙离子的感受器，可启动突触囊泡融合和神经递质释放。当神经兴奋时，神经末梢周围细胞外钙离子扩散到细胞内，引起细胞内游离钙离子浓度升高，钙离子和突触结合蛋白游离区结合，使后者和其他具有调节功能或囊泡融合相关蛋白如SNARE 复合体相互作用，促进神经递质的快速或慢速释放。
可溶性蛋白RIMs和Muncs是Thomas Südhof教授首先发现的，这些蛋白是囊泡和细胞膜融合辅助分子，参与突触可塑性过程。他对参与囊泡结合、融合、递质释放有关数个蛋白功能的研究也有许多贡献。如SNARE复合体成员、囊泡膜小突触泡蛋白、细胞膜突触融合蛋白和SNAP-25等。他证明了破伤风菌和肉毒杆菌毒素能通过选择性阻断突触小泡蛋白和SNAP-25抑制囊泡和突触前膜的融合。
最近Südhof教授主要开展突触形成和突触连接维持方面的研究。他发现突触前膜的细胞粘附因子neurexins和突触后膜的细胞粘附因子neuroligins可以跨突触间隙形成蛋白桥结构。neurexins 和neuroligins的多样性可让神经元之间形成特异性突触连接。他提出，部分遗传性孤独症患者可能是因为这些蛋白基因突变。
目前Südhof教授在斯坦福大学继续开展突触前膜相关研究。neurexins 和neuroligins在形成突触联系中的具体作用机制、基因转录调控等仍没有阐明。他的众多研究不仅对科学家理解突触联系过程，而且对深入理解某些重要中枢神经系统疾病如痴呆、精神分裂症和孤独症的发病原因有重要帮助。最近他正在和霍华德休斯医学研究所合作，利用基因敲除动物模型开展研究。
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美德三名科学家分享诺贝尔医学奖
他们成功解答了细胞的囊泡传输系统的奥秘
据新华社 瑞典卡罗琳医学院7日在斯德哥尔摩宣布，将2013年诺贝尔生理学或医学奖授予美国科学家詹姆斯·罗思曼、兰迪·谢克曼以及德国科学家托马斯·祖德霍夫，以表彰他们发现细胞的囊泡运输调控机制。 诺贝尔奖评选委员会在声明中说，这三位科学家的研究成果解答了细胞如何组织其内部最重要的运输系统之一——囊泡传输系统的奥秘。
关于细胞功能的研究已三获诺奖
武大教授：没有囊泡的精确调节，细胞自身会陷入“混乱”
本报讯(记者屈建成) 昨天，武汉大学基础医学院生理学系副主任、博士生导师彭碧文博士介绍，关于对细胞功能的研究，这已不是第一个诺贝尔奖了。
此次，耶鲁大学教授詹姆斯·罗思曼、加州大学伯克利分校教授兰迪·谢克曼以及德国生物化学家托马斯·祖德霍夫因在细胞内主要运输系统的新发现而获奖。诺奖委员会说，三人发现了细胞内囊泡交通的运行与调节机制。
那么，什么是细胞内的囊泡？科学家发现囊泡的运行与调节机制又有什么样的重要意义？
彭碧文说，每个生物的细胞就像一个装备齐全的生产工厂。可以生产“货物”并将“货物”运输出去，囊泡可以起到包裹、运输这些“货物”的作用。
她举例说，比较常见的如神经递质通过囊泡的包裹从一个神经细胞经过突触传送到另一个神经细胞，这些分子被包装在“囊泡”中，再运输到周围的细胞。
囊泡的功能一旦发生异常，包括基因水平的突变，转运蛋白质的异常及信号传导机制的异常，就有可能发生与之相关的疾病，比如糖尿病等等。
彭碧文还称，关于细胞功能的研究，这不是第一个诺贝尔奖了。
1974年，比利时的克劳德和克里斯汀，美国的乔治。帕拉德，关于细胞结构和功能的研究获得诺贝尔奖。
1999年，美国的布洛伯尔，发现蛋白质具有内在信号物质控制其运送到细胞内的特定位置，获得诺贝尔奖。
她说，这三个诺奖，都是因为这些科学家在细胞功能研究领域的杰出贡献。由此看来，细胞有多么的重要。 她说，2013年的诺贝尔奖，阐明了细胞运输准确定位的重要机制，有助于我们了解细胞内及细胞之间的物质、信号准确的传递。囊泡运输与多种细胞重要功能相关，包括激素、神经递质的释放以及免疫系统的功能。没有这些对囊泡的精确调节，细胞自身会陷入“混乱”，这样就会直接导致细胞许多功能的丧失。
2013诺贝尔生理学与医学奖授予3名美德科学家回目录
诺贝尔评奖委员会7日宣布，将2013年生理学或医学奖授予2名美国科学家和1名德国科学家，以表彰他们发现细胞的囊泡运输调控机制，他们是耶鲁大学细胞生物学系系主任詹姆斯·罗斯曼、加州大学伯克利分校细胞生物学家兰迪·谢克曼和德国生物化学家托马斯·祖德霍夫。
运输不畅可致糖尿病
诺贝尔生理学或医学奖发布会按惯例在卡罗琳医学院“诺贝尔大厅”举行。当地时间11时30分(北京时间17时30分)，诺贝尔奖评选委员会秘书长戈兰·汉松宣布了获奖者名单和获奖原因。
评选委员会在声明中说，这三位科学家的研究成果解答了细胞如何组织其内部最重要的运输系统之一——囊泡传输系统的奥秘。若囊泡运输系统发生病变，细胞运输机制将不能正常运转，可能导致神经系统病变、糖尿病以及免疫系统紊乱等严重后果。
诺贝尔奖网站上是这样解释三位获奖者的研究课题的，生物体内每个细胞都是一个生产和输出分子的工厂，这些分子在细胞内都是以“小包”形式传递的，这一突破性发现解释了为什么胰岛素释入血液时会有变化、神经细胞之间的信息传达，以及病毒感染细胞的方式。
3人分120万美元奖金
今年生理学或医学奖奖金共800万瑞典克朗(约合120万美元)，获奖的三位科学家将平分奖金。从去年开始，诺奖单项奖金减少至800万瑞典克朗，之前的11年间奖金保持在1000万瑞典克朗。
今年，奖项公布后还出现这样一个插曲，诺奖官方给三位获奖者打电话通知。兰迪·谢克曼接到电话时正在睡觉，他听到消息后对妻子大呼“我的上帝”，他兴奋地将消息告知家人。(综新)
■ 数说
1901年至今共204人获得该奖项
1901年至今10名女性获该奖项
该奖项颁发给单独个人的共38人
弗雷德里克·班廷是该奖项最年轻得奖者，他1923年因发现胰岛素获奖，当时32岁。
弗朗西斯·佩顿·劳斯是该奖项最年长获奖者，他在1966年获奖时，已87岁。
■ 媒体评论
谢克曼三人的成就是“姗姗来迟”的，这个发现应更早获得诺贝尔奖的赏识，他们用了3种非常不同的方法反映出了细胞生物学的一项基本问题，这是非常难能可贵的事情。
——《自然》杂志网站
当今社会是分子生物学的全盛时期，人们都在讨论基因如何形成特定蛋白质、基因如何排序等等。与分子生物学相比，看起来毫无魅力的细胞生物学是十分繁复困难的学科，而发现细胞运输系统背后的分子机制，揭示了细胞货物如何在正确的时间被运送到正确的细胞靶点，在推动细胞生物学发展上有无可比拟的作用。
——《福布斯》杂志网站
三个研究者分别独立研究出了细胞的基本机制。而虽然细胞运输系统中的错误可以导致多种疾病，包括糖尿病、神经和免疫紊乱——且他们的工作还没有导致任何新的药物或疗法出现，但他们的工作的确在帮助他人开发诊断测试方面起到了巨大推动作用。
——《科学》杂志网站
■ 专家点评
诺奖为何下三黄蛋？
三获奖者对该领域研究异曲同工
北京大学讲席教授饶毅认为，此次诺贝尔生理学或医学奖结果有两个特点：首先，获奖的内容属于基础研究，应用和临床意义并非重点，“三位都未研究疾病，但生物的很多基础研究最后也总能和医学有联系。”
饶毅解释说，此次获奖的研究主要是发现了两种细胞膜是如何融合的，特别是细胞表面的膜与囊泡的膜，发现了导致膜融合的蛋白质分子，推进了膜融合的生化理解，即原来已知膜融合的现象，现在知道怎么融合的。他认为，虽然是基础的细胞生物学研究，但该研究成果值得获诺贝尔奖。
对于另一个特点，饶毅认为是“异曲同工”。三位获奖的科学家用不同的技术，不同的系统做研究，最后解决了共同的问题、找到相通的机理。兰迪·谢克曼研究酵母细胞囊泡分泌，通过遗传突变找到基因，詹姆斯·罗斯曼研究哺乳动物细胞内囊泡融合，通过生物化学找到分子，而托马斯·祖德霍夫寻找神经细胞的囊泡蛋白质。对三位科学家的获奖组合，他认为，很多人会认同罗斯曼和谢克曼，但祖德霍夫则“可得可不得”。
对于有人认为他们的研究与清华大学施一公教授类似，而为什么施一公没得奖，饶毅说：这是不懂生物的人对诺贝尔奖的简介望文生义。施一公研究的领域完全不同于今年三位得奖者。而且施一公在自己研究的问题上，目的不是发现分子，而是在已经发现蛋白质的基础上研究其结构，推进下一个层面的机理性理解。
对于本次获奖研究课题的影响与意义，饶毅认为，从细胞生物学和神经生物学角度看，此次获奖研究都是对这两个学科经典线路的进一步深化，而不是诺贝尔奖委员会夸大其词的“范式改变”。
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2013诺贝尔生理学或医学奖得主
生物体内细胞的正常运转有赖于让合适的分子在合适的时间抵达合适的位置。一部分分子，如胰岛素，需要被转运出细胞之外，而其他分子则需要被在细胞内部进行运输。细胞内部产生的分子被包裹于囊泡之中（图中蓝色表示），但是这些囊泡具体是如何达成这种精准的运输的？这一点一直没有被理解。
Randy W. Schekman发现基因控制下的蛋白质在这种囊泡运输机制中起到重要作用。正如这里的图上所展示的那样，通过对比正常酵母菌细胞（左）和转运机制缺陷的细胞（右），他成功识别出操控这一转运过程的基因。
James E. Rothman发现一种蛋白质化合物（图中橘色表示）可以让囊泡实现与目标细胞膜的融合。囊泡上的蛋白质物质会与目标细胞膜上的特定蛋白质之间发生结合，从而让囊泡可以在正确的位置上释放其所运载的特殊“分子货物”。
Thomas C. Südhof研究了大脑中神经细胞之间是如何互相传递信号的，以及钙离子在这一过程中所起的作用。他识别出一种分子机制（图中用紫色表示），其可以对进入的钙离子发生反应并触发囊泡融合，从而解释了囊泡输运机制中时间的精确性是如何达成的，以及其所携带的信号分子物质是如何能做到受控释放。新浪科技讯 北京时间10月7日消息，据诺贝尔奖官方网站报道，2013诺贝尔生理学或医学奖今日公布，得主为James E. Rothman, Randy W. Schekman & Thomas C. Südhof，得奖原因为他们发现了细胞内的运输机制之谜。
生物体内每一个细胞都是一个生产和输出分子的工厂。比如，胰岛素在这里被制造出来并释放进入血液当中，神经传递素从一个神经细胞传导至另一个细胞。这些分子在细胞内都是以“小包”的形式传递的，这就是“细胞囊泡”。这三位获奖科学家发现了这些“小包”是如何被在正确的时间输运至正确地点的分子机制。
Randy Schekman发现了一系列与细胞囊泡输运机制有关的基因；James Rothman发现了让这些囊泡得以与其目标相融合的蛋白质机制，从而可以实现对所运“货物”的传递；Thomas Südhof则揭示了信号是如何实现对囊泡的控制，使其得以精确分配其所载“货物”。
在这项发现过程中，三位科学家：Rothman, Schekman 和Südhof揭示了细胞内输运体系的精细结构和控制机制。这一系统的失稳将导致有害结果，如神经系统疾病，糖尿病或免疫系统紊乱。
细胞内物质输运是如何实现的？
正如在一个繁忙的大型港口，你必须要有一套体系来确保你的货物会在规定的时间被配送到规定的位置，细胞也是一样。细胞内有各种复杂的细胞器，它们面临的问题是相似的：细胞会产生出各种不同的分子，如荷尔蒙，神经传递素，细胞活素以及酶，它们必须被传递至细胞内不同的位置上，或者需要被精确地在正确的时间转运至细胞外部。在这一过程中，时间和地点的正确是最关键的。这就要依赖于囊泡的作用，这是一些微小的小泡结构，外部有膜包裹，它们负责在各细胞器之间运输细胞内部的“货物”，或是通过与细胞膜的融合从而向细胞外部释放细胞内产生的物质。这一机制至关重要，如它控制着神经传递素的传递，后者是激发生物体神经系统反应的触发开关；又或者在新陈代谢方面，它控制着荷尔蒙的分配传递。那么这些囊泡结构究竟是如何能确保运输的时间和地点正确性的呢？
交通堵塞背后的基因控制机制
早在上世纪的1970年代，Randy Schekman便被细胞如何调节其内部输运机制深深吸引并投身此项研究，并试图利用酵母菌作为模型样本来研究其背后的基因机制。在基因筛选中，他找到一些显示出输运机制缺陷的酵母菌细胞，其表现就像是一个缺乏指挥协调而一片混乱的公共交通系统，其内部囊泡堆积在细胞内的部分区域。他发现造成这种囊泡发生“交通堵塞”的原因是基因层面的，并据此顺藤摸瓜找到了其背后的基因机制。他找到了3组不同的基因对这一细胞运输机制产生作用，从而改变并大大加深了我们对细胞如何规范其内部输运系统的认识。
精确对接
James Rothman同样对细胞输运机制感到好奇。在上世界80~90年代期间，Rothman正开展对哺乳动物细胞囊泡输运机制的研究，他发现一种蛋白质可以让囊泡实现与其目标细胞膜的对接和融合。在融合过程中，囊泡上的蛋白质和细胞膜上的蛋白质相互结合，就像分开的拉链相互咬合一样。这类蛋白质有很多种，并且只有当合适的配对出现时才会发生融合，这就确保了“货物”只会被运输到设定的位置上而不会出现错误。这一机制不管是在内部细胞器之间的运输，还是向外的运输过程中都会起作用。
随后的研究发现，Schekman在酵母菌细胞内所发现的部分基因正是产生Rothman在哺乳动物细胞内发现的蛋白质的背后机制，这揭示了一项细胞输运体系内古老的进化起源。至此，这两位科学家的研究工作描绘了细胞输运体系的关键环节。
时间就是一切
Thomas Südhof对大脑内神经细胞是如何相互之间进行沟通感兴趣。这种传递信息的物质被称为神经传递素，这种特殊分子正是由囊泡负责运输至神经细胞的细胞膜上并借助融合机制向外释放的。这正是Rothman 和Schekman所发现的机制。然而这些囊泡只有在其所在的神经细胞向其“邻居”发送信号之后才会被允许释放它们运载的“货物”。这种精确的时机把握究竟是如何实现的？
科学家们此前便已经知道钙离子参与了这一过程，在上世纪90年代，Südhof便开始在神经细胞中寻找对钙离子敏感的蛋白质。最终他识别出一种分子机制，其会对注入的钙离子做出反应，并控制邻近的蛋白质迅速让囊泡与神经细胞的外部细胞膜相结合。于是“拉链”打开了，信号物质被释放出去。Südhof的发现解释了这种细胞传输的时间精确性是如何实现的，以及囊泡中的物质是如何实现受控地释放。
囊泡输运机制与疾病过程
今年的3位诺奖获奖科学家发现了细胞生理学过程中的一项关键过程。他们的工作揭示了细胞内部和外部的输运体系是如何达成时间与位置上的精确性的。在细胞中，不管是酵母菌还是人类，不管高等生物还是低等生物，它们体内的囊泡输运以及细胞膜融合机制都遵循相同的基本原理。这一体系对于一系列的生理过程而言都至关重要，从大脑信号的传递，到荷尔蒙的释放，再到免疫细胞活素。但当发生疾病时，细胞内的囊泡输运机制会出现问题，这当中包括一些神经系统和免疫系统疾病。离开这一堪称完美的控制机制，细胞将陷于混乱。
获奖科学家简历：
James E. Rothman，1950年出生于美国马萨诸塞州Haverhill，他于1976年在哈佛大学医学院获得博士学位，随后在麻省理工学院做博士后研究工作。1978年Rothman前往加州的斯坦福大学，并在那里开始进行针对细胞囊泡的研究工作。Rothman还曾经在普林斯顿大学以及纪念斯隆-凯特林癌症研究所和哥伦比亚大学工作过。2008年，他开始在耶鲁大学任职，目前是耶鲁大学细胞生物学系系主任和教授。
Randy W. Schekman，1948年生于美国明尼苏达州St Paul，曾先后在加州大学洛杉矶分校以及斯坦福大学求学，并于1974年获得博士学位，指导老师为Arthur Kornberg，后者是1959年度诺贝尔奖获得者。1976年，Schekman前往加州大学伯克利分校任职，目前他仍然是该校分子与细胞生物学系教授。同时Schekman也是霍华德休斯医学研究所研究员。
Thomas C. Südhof，1955年生于德国哥廷根。他在哥廷根大学求学并于1982年获得硕士学位，同年获得该校神经化学博士学位。1983年他前往美国达拉斯的德州大学西南医学研究中心开展博士后研究，其导师是Michael Brown和Joseph Goldstein，他们是1985年度诺贝尔生理学与医学奖得主。Südhof在1991年成为霍华德休斯医学研究所研究员，并在2008年开始担任斯坦福大学分子与细胞生理学教授。(晨风)
原文：http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2013/press.html
诺贝尔生理学或医学奖趣闻回目录
伉俪情深：科里夫妇：获1947年诺贝尔生理学或医学奖。
父子同荣：奥伊勒父子：分别荣获1929年和1970年诺贝尔生理学或医学奖。
阴差阳错：1923年，诺贝尔生理学或医学奖授予两位科学家，一位是加拿大的巴丁，一位是苏格兰的迈克劳德。颁奖后不久，科学家们提出了异议，因为迈克劳德虽然是相关机构的负责人，但他根本没有参加胰岛素分离、糖尿病治疗的科学研究工作，而巴丁的真正合作者贝斯却被诺贝尔奖排除在外。
好事多磨：1901年，33岁的兰德斯坦发现了人类的ABO血型。但直到1930年，即29年后，诺贝尔奖委员会才将生理学或医学奖授予兰德斯坦，他那时已经62岁。
