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从土壤开始
当年,斯科利纳探险回来后,就把土壤样本移交给了美国惠氏药厂(Ayerst)的实验室,TOR的发现之旅也由此开始。只不过,最初的研究并不是针对TOR蛋白在衰老过程中的作用,而是为了开发抗生素——从上世纪40年代起,制药厂商的研究人员一直在土壤中分离细菌,寻找抗生素。因此,当惠氏药厂的研究人员拿到斯科利纳的土壤样本后,也开始从中筛选可分泌抗生素的微生物。
1972年,他们筛选出一种可以抑制真菌的物质,由于复活岛在当地也叫“雷帕岛”,因此将这种物质命名为“雷帕霉素”。惠氏药厂起初希望,用雷帕霉素来治疗酵母菌感染(常见于阴道感染)。但是,研究人员在细胞培养实验中,以及针对动物免疫系统所做的研究发现,雷帕霉素会阻止免疫细胞增殖,从而抑制器官移植后的免疫排斥反应。1999年,美国食品及药品管理局(FDA)批准雷帕霉素作为免疫抑制剂用于肾移植。而且在上世纪80年代,研究人员还发现,雷帕霉素可以抑制肿瘤生长,因此自2007年起,它的两种衍生物——辉瑞公司的坦罗莫司(temsirolimus,也叫特癌适)和诺华公司的依维莫司(everolimus),经批准用于治疗多种癌症。
发现了雷帕霉素对酵母和人类细胞的增殖都有抑制作用之后,生物学家非常兴奋,因为这一现象暗示,虽然从进化上看,酵母和人类之间有十亿年的差距,但这两个物种肯定存在某种相同的生长调控基因——这类基因非常“保守”,经过如此长时间的进化都未发生改变。1991年,瑞士巴塞尔大学的迈克尔·N·霍尔(Michael N. Hall)和同事在酵母实验中,通过观察雷帕霉素的抑制作用,终于找到了两个这种古老的生长调控基因,分别命名为TOR1和TOR2。三年后,美国哈佛大学的斯图尔特·史克伯(Stuart Schreiber)和怀特黑德生物医学研究所的戴维·萨巴蒂尼(David Sabatini)又分别在哺乳动物中找到了TOR基因。现已知道,包括蠕虫、昆虫、植物在内的众多物种也有调控细胞生长的TOR基因。