2016年 諾貝爾生理學或醫學獎得主 大隅良典曾經活躍于多個研究領域,但自從1988年建立了自己的實驗室之后,他就主要研究蛋白質在液泡中降解的過程了。液泡也是一種細胞器,它在酵母中的地位和人體中溶酶體的地位類似。酵母細胞相對更容易進行研究,因而常被用作人類細胞的模型;尋那些在復雜細胞通路中發揮重要作用的基因時,酵母特別有用。但大隅面臨著一個重大挑戰:酵母細胞很小,在顯微鏡下不容易看清它的內部結構,因此他起初都無法確定自噬現象是否也會發生在酵母細胞中。大隅推論,如果他能在自噬行為發生的時候阻斷液泡中蛋白質分解的過程,那么自噬體將在液泡中累積,從而在顯微鏡下可見。因此,他培育出因突變而缺乏液泡降解酶的酵母細胞,并通過使細胞饑餓激發自噬。
實驗結果非常驚人!幾個小時內,液泡中就充滿了細小的、未被降解的囊泡(見圖2),這些囊泡就是自噬體。大隅的實驗證明酵母細胞中也存在自噬現象,然而更重要的是,他發現了一種方法,能夠識別和鑒定涉及這些過程的關鍵基因。這是一項重大的突破,大隅在1992年發表了實驗結果。
在酵母細胞中,有一個大型結構叫做液泡,對應哺乳動物細胞中的溶酶體。大隅培養出缺乏液泡降解酶的酵母,當這些酵母細胞饑餓的時候,自噬體就會在液泡中迅速累積。他的實驗證明了自噬現象也存在于酵母細胞中。接下來,大隅研究了上千種酵母細胞的突變型,識別出15種和自噬有關的關鍵基因。