|
作者：记者 倪伟波综合报道 来源： 发布时间：2018-7-3 11:42:43
| ||||
“其实，研究就像石油钻探：显然，生产石油的平台必须具备必要的资源，但我们都知道，终有一天，这口油井会干涸枯竭。因此，即便冒着找不到任何石油的风险，我们都必须不断地钻探新井。”
2008年，90岁高龄的诺贝尔奖获得者、医学博士和生理学家Jens Christian Skou在接受媒体采访时说出了上述这段话。
在发现一种存在于所有人类细胞中，虽然小但极其重要的酶——钠钾泵（Sodium-Potassium Pump）四十年之后，Skou与美国生物化学家Paul Boyer、英国化学家John Walker共同获得了1997年的诺贝尔化学奖。
丹麦时间2018年5月28日，99岁的钠钾泵的发现者、丹麦奥胡斯大学荣退教授Skou永远离开了他最挚爱的研究。
着迷于麻醉
1918年10月8日，Skou出生于丹麦莱姆维市一个富裕的家庭。
从事木材和煤炭生意的父亲在Skou12岁时，因肺炎去世，随后他的母亲接管了公司。15岁时，他进入了位于西兰岛的Haslev小镇的一所寄宿高中，这时期，Skou对科学科目充满了兴趣，特别是数学。
1937年，他考入哥本哈根大学专攻医学。在大学期间，他用了3年的时间攻读物理、化学、解剖学、生物化学和生理学，随后又在4年内集中精力学习临床科目、病理学、法医学、药理学和公共卫生学。1944年夏天，Skou获得了哥本哈根大学医学学位。
当时正处于第二次世界大战期间，丹麦被德国占领，局势非常紧张。即便如此，Skou对医学的兴趣并没有受到任何影响。
从哥本哈根大学毕业当年，Skou便在丹麦北部城市纽灵的一家医院担任实习医师，在内科病房待了6个月之后，他又去外科病房工作了半年。这一年的实习经历，让Skou对手术产生了极大的兴趣，并立志成为一名外科医生。
但在那时，他惟有通过撰写博士论文才能实现成为医生的梦想。担任实习医师期间，Skou已被局部麻醉的深层机制深深吸引，于是他决定将其作为论文的主题。
为了撰写有关麻醉和局部麻醉毒性作用机制的博士论文，在停止了临床训练之后，Skou于1947年向丹麦奥胡斯大学医学生理学研究所申请了一个职位。4年后，这篇关于物质的麻醉能力及其在脂肪中溶解度之间的关系的论文终于完成。
然而Skou并没有停下研究的脚步。就这样，一位希望深入了解局部麻醉对神经细胞膜的影响的研究者诞生了。1954年，Skou获得了奥胡斯大学博士学位，随后留校任教。
“这是一个令人惊叹的时期，也许是我一生中最好的时期，”回忆起当年的工作和学习经历，他由衷地感叹道。
意外“转行”
1953年，在美国伍兹霍尔海洋生物学实验室学习期间，Skou无意中读到了一篇关于枪乌贼神经膜中的ATP酶的文章，便产生了浓厚的兴趣。
ATP即三磷酸腺苷，是为细胞提供能量的燃料，ATP酶是一种能将ATP催化水解为ADP（二磷酸腺苷）和磷酸根离子的酶，这是一个释放能量的反应。但是Skou对神经膜中能量释放酶的作用持怀疑态度。不久后，他回到奥胡斯大学，立即着手寻找这种ATP酶。
彼时，学术界的关注热点在于研究受刺激之后的神经细胞中钠和钾的运动情况。以英国生理学家Alan Lloyd Hodgkin爵士和Richard Darwin Keynes等为代表的科学家们一直从事着这方面的研究。他们发现，神经元激活时，钠离子涌进细胞。当离子穿过膜被转运回时，钠浓度平衡才得以恢复。由于转运是逆浓度梯度（从低浓度区到高浓度区）进行的，这个过程需要能量，所需能量就是由载能分子ATP酶提供的。但是其中的工作机制究竟如何，学术界一直没有结果，这让Skou无比好奇。
在查找文献时，他了解到，1948年，美国生理学家Benjamin Libet在枪乌贼巨大神经轴突鞘上发现有ATP水解酶的存在。于是，他决定在枪乌贼上寻找突破口。
然而，当时的Skou只是一名助理教授，并没有资格得到枪乌贼巨大神经实验材料，所以他只有退而求其次，选择了螃蟹神经作为替代品进行研究。短短几年间，大约有25000只螃蟹成为了他的实验品。
功夫不负有心人。他终于在多次失败后发现了钠钾ATP酶。在实验中，他发现，束缚于细胞膜的钠钾ATP酶被外部的钾和内部的钠所激活。酶将钠泵出细胞并将钾泵入细胞，从而维持相对于周围外部环境的细胞内部的高钾浓度和低钠浓度。换句话说，这种酶似乎起着一种类似于水泵的作用。
1957年，Skou将这一发现以“一些阳离子对外周神经ATP酶的影响”为题发表在《生物化学和生物物理》杂志上，此时，他还没有意识到这一发现的重要性。
诺奖级的成果
直到一次“偶然”的学术事件才使这一重量级的科学发现首次得到重视。
1958年，当Skou参加维也纳的第四届国际生物化学学术会议时，碰巧遇到了曾同在美国伍兹霍尔海洋生物学实验室工作过的同事。在交谈中，Skou告诉了这位同事关于自己最新的研究成果，该同事确信Skou已经证明了酶是转运系统。
1960年，这位同事写了一篇关于血红细胞主动转运实验的文章。在该文中，他使用了Skou来自螃蟹实验的研究结果，却“忘了”标注该结果来自Skou1957年发表的论文以及该论文已经证明了酶与主动转运相关。
得知此事后，Skou非常生气。不过，事情最终得到了很好地解决。这位美国同事在一次联合会议上为自己的“错误行为”道歉。随后，久负盛名的科学杂志《生理学评论》（Physiology Review）邀请Skou撰写一篇关于酶作为转运系统的综述文章，至此，这一重量级的科学发现才首次得到了重视。
“当我声称一种酶可以传递离子时，人们认为我在胡说八道。”Skou坦言，而事实证明了他的研究工作具有里程碑式的重大贡献。
由于钠离子的外运与钾离子的内运耦联，人们将其称为钠钾泵。基于此，科学家们惊奇地发现，钠钾泵是存在于所有人类细胞中，负责持续维持最佳离子平衡的一种极其重要的酶。它消耗了大量的能量——机体大约四分之一的能量，即ATP均用于维持钠钾泵运转；在大脑中这一比率达到接近70%。
毫无疑问，Skou的发现开启了人类认识离子泵的先河。因此，1997年，他与两位杰出的科学家共同获得了1997年的诺贝尔化学奖。
“他对奥胡斯大学整个健康科学研究的重要性，尤其是生物医学系的重要性，是无法估量的。”奥胡斯大学在发布Skou的讣告中如是评价。
如今，Skou虽然离开了他终生为之奋斗的科学研究，但是人们对他的记忆永远不会消失。在奥胡斯大学生物医学部，一座以Skou命名的大楼将于今年10月竣工，在这里，有一批人将在他开创的科学道路上继续开拓创新，勇攀科学高峰。■
《科学新闻》 (科学新闻2018年6月刊 走近诺奖)
|
||||
| 发E-mail给： | ||||
|
| 打印 | 评论 |
| ||||
