饥饿酵母液泡里的翻滚颗粒:大隅良典用光学显微镜与蛋白酶突变敲开自噬之门
1992 年 10月1日 · 液泡蛋白酶缺陷型酿酒酵母株(pep4突变株)、PMSF 苯甲基磺酰氟与蔡司相差光学显微镜
你知道吗?
关掉细胞垃圾焚烧炉的火苗,你才能在显微镜下看清被丢进炉膛的一整颗星系。
自20世纪60年代克里斯汀·德迪夫用电子显微镜观察到含有细胞器碎片的双层膜囊泡以来,“自噬”(Autophagy)现象在长达三十年的时间里如同一个不可捉摸的细胞学幽灵,缺乏任何分子机制研究抓手。1988年,刚刚在东京大学建立独立独立小实验室的大隅良典(Yoshinori Ohsumi)将目光投向了不起眼的单细胞真核生物——酿酒酵母。
酵母的液泡在功能上相当于哺乳动物的溶酶体,内部富含剧烈的酸性水解酶,任何吞入其中的囊泡都会在几分钟内被消化殆尽。大隅良典灵光一闪:如果敲除液泡中负责激活一系列酶原的主蛋白酶基因(pep4突变株),或者加入丝氨酸蛋白酶抑制剂PMSF,再将酵母置于缺乏氮源的饥饿合成培养基中,会发生什么?
1992年的一天,大隅在蔡司相差显微镜下凝视着饥饿处理数小时的酵母细胞。原本澄澈透明的圆形液泡内部,突然挤满了密密麻麻、由于布朗运动而剧烈跳动翻滚的小球!这些正是无法被降解而大量堆积的“自噬小体”(Autophagic Bodies)。