阿格瑞和麥金農研究細胞膜微小通道 有助人類對心、腎、肌肉與神經系統等疾病重大了解

﹝編譯陳宜君/綜合報導﹞美國科學家阿格瑞與麥金農因其對細胞膜微小通道的研究，讓人類對心、腎、肌肉與神經系統等疾病有重大了解，七日共同獲得二ＯＯ三年的諾貝爾化學獎殊榮。

與諾貝爾科學獎項的歷屆得主相較，阿格瑞和麥金農不僅年輕，且其研究發現都是在近年完成，讓科學界對某些疾病有進一步認識。

瑞典皇家科學院指出，任教於美國約翰霍普金斯大學醫學院的五十四歲生化學家阿格瑞，因為在一九八八年發現細胞膜有可供水進出的通道而獲獎；四十七歲的洛克斐勒大學霍華休斯醫學研究中心教授麥金農，則對運送帶電離子穿透細胞膜的通道結構與作用獲致重大研究成就。

瑞典皇家科學院表示，兩位得主的研究貢獻顯示，當代生物化學對生命基本過程的研究已進展至園子層次，兩人將可平分一千萬瑞典克朗（約新台幣四千四百三十四萬元）的獎金。

科學界自十九世紀中葉就提出人體細胞應有水分運送管道的理論。阿瑞格八八年自細胞膜中分離出一種蛋白質，經過一年左右的研究，才發現這就是科學界長期尋找的水通道。此一通道蛋白質的發現，開啟人類對細菌、植物與哺乳動物進行細胞水通道的全系列生物化學、生理學與基因研究的大門。

由於阿格瑞的發現，研究人員得以追蹤水分子穿透細胞膜的方式，並了解其他微小分子或離子無法穿透細胞膜，唯獨水分子可以的原因。歐洲今夏的熱浪造成數萬人死亡，可能和人體無法維持水分平衡而脫水有關；阿格瑞的發現或許有助預防類似不幸發生。

麥金農則是對細胞膜離子通道研究有卓越貢獻。瑞典皇家科學院以「震驚全球研究界」，形容他在一九九八年確定細胞鉀通道空間結構的成就，讓人類得以了解離子在此一可接受不同細胞訊號而開關的通道中流動的情況。離子通道對神經系統與肌肉的功能極為重要。神經細胞表面的離子通道收到來自鄰近同類細胞的化學訊號而打開後，就會產生所謂的動作電位，在數毫秒（千分之ㄧ秒）內啟動其他離子通道的開關，進而延著神經細胞表面傳遞電子脈衝。

小小通道　生命現象關鍵角色

（記者郭怡君／台北報導）今年諾貝爾化學獎頒給「水通道」和「離子通道」的重大發現者，這兩種通道的研究屬於生物化學範疇，且主要應用在醫學領域，國內生醫學者指出，水通道和離子通道都是由蛋白質構成，分別負責調控生物體內的水分子和離子進出，若缺乏水通道，人體每天排出的水量將是平常的十二倍，若離子通道不通，可能會心跳突然暫停，凸顯它們在生命現象中扮演的關鍵角色。

中央研究院生物醫學研究所副研究員謝如姬指出，離子通道最早在十九世紀末發現，當時科學家已知細胞膜有些蛋白質構成的通道能讓特定離子通過，例如心臟是機械性的跳動，不需通過大腦控制，只要細胞裡的蛋白質和鈣離子起作用，當鈣離子通過就會讓心臟收縮。

長久以來科學界對極微小的離子通道只能旁敲側擊，今年得獎的麥金農則是首位成功將「鉀離子通道」從細胞中分離純化出來的科學家，並用Ｘ光看清楚它的結構，謝如姬指出，過去科學界以為水在細胞中的擴散主要是靠滲透作用，到一九五Ｏ年代才發現有些特殊通道，能以能量消耗較少、速度較快的方式讓水分子通過，但科學界一直無法把水通道獨立分離出來仔細端詳研究，本次得獎的阿格瑞就是成功把水通道成功分離出來的第一人。

謝如姬指出，因為水通道的存在，人體才能回收利用水，成人平均每天會排出一點五公升的水，若沒有水通道，一天要排出十八公升的水。