在前几年里,诺贝尔医学奖的颁发曾引起过争议。例如,作为1997年度诺贝尔医学奖获奖成果的“关于‘普利昂’(prion)这种蛋白质能充当传染因子的理论”,至今仍受到怀疑。但是,1999年度诺贝尔医学生理学奖的颁发却似乎是不容置疑的。

60年代末期,对蛋白质分泌之谜颇为着迷的布洛贝尔作为博士后,加入了洛克菲勒大学的研究小组,从此他就一直没有离开过洛克菲勒大学。1971年,布洛贝尔与现在任教于纽约大学的大卫 • 萨巴泰尼(David Sabatini)共同构造了一个“关于细胞如何控制蛋白质运送”的简单模型。该模型假设位于新合成的蛋白质链首端的一些氨基酸将充当“地址标签”,它们告诉细胞该蛋白质是否将要被分泌以及是否将要进入内质网。布洛贝尔回忆道:“该模型起初只是一种奇妙的构想,在当时显得相当超前,那时还没有任何证据表明存在蛋白质‘信号序列’。但是,它是我们那时所能构建的最好模型。”

时隔一年,英国剑桥大学医学研究院实验室塞尚 • 米尔斯坦(César Milstein,1984年因单克隆抗体技术获诺贝尔奖)领导的一个研究小组,在所研究的抗体的一条蛋白质链中发现了存在蛋白质信号序列的最早证据。他们发现已经被分泌进入了血液的蛋白质,比那些仍然留在细胞内部的蛋白质要短。布洛贝尔敏锐地意识到,这一发现意味着蛋白质中的信号序列在该蛋白质被分泌之前,已经被整饰过了。在随后的几年时间里,布洛贝尔开发了一个无细胞系统、用以模拟细胞分拣蛋白质的工作机理,以期确定执行蛋白质分拣任务的“分子劳动者”。

在1975年,布洛贝尔终于成功地译解出了第一条蛋白质信号序列,并且他还同时对1971年所做的假设进行了扩充,即进一步假定在内质网薄膜中存在一条蛋白质通道,那些将要被分泌的蛋白质将经由该通道进入内质网。那时还是博士后的罗斯曼(J. Rothman)至今仍清楚地记得这一假设“在当时的细胞生物学界中产生的巨大震撼,因为它标志着生物学新纪元的到来”。

此后,布洛贝尔和他的同事们开始重点研究内质网中蛋白质输出系统的各个组成部分。在80年代早期,他们的研究工作因二大发现而达到了高潮:既发现了能够在细胞质中通过与代表内质网中相关位置的地址编码“捆绑”来读取内质网地址编码的信号识别蛋白质(SRP),又发现了在内质网薄膜中能够接受由SRP与新合成的蛋白质链所构成的复合体入住的受体。此外,布洛贝尔及其同事发现与内质网地址编码类似的一些地址编码起着引导蛋白质人住其他细胞器(诸如植物细胞中作为细胞动力工厂的线粒体、光合作用的场所叶绿体等)的作用。布洛贝尔解释道:“这只不过是同一主题的各种变奏而已。就各不相同的细胞器而言,将有与之适应的各不相同的蛋白质信号、各不相同的SRP和各不相同的受体。”最终,在完成了90年代早期的一系列实验之后,布洛贝尔非常自豪地宣布他所领导的研究小组已经证实了确实存在着长期以来令人困惑的内质网蛋白质通道。

目前,许多细胞生物学家认为,布洛贝尔的一系列研究工作为现代细胞生物学的发展奠定了基础。位于德国海德堡的欧洲分子生物学实验室的卡伊 • 西蒙斯(Kai Simons)指出:“布洛贝尔是第一个把细胞生物学研究工作带入分子水平的细胞生物学家,他找到适于分子水平的科学的研究方法。在此之前,细胞生物学仅仅是描述性的学科。”值得注意的是,布洛贝尔提出的概念对遗传疾病(如高胆甾醇血、溶酶体含量失常)的研究工作也颇具启发性,这一概念揭示了遗传病可能是因蛋白质信号错误或蛋白质发送机制出错而诱发的。实际上,蛋白质信号已经成了基因工程研究人员(他们通过改良细菌、植物和动物来生产药物)可资利用的重要工具。特别地,当给所需的蛋白质添加了某种特别的地址标签例如“分泌”标签时,基因工程师们就能更加容易地“收获”这些蛋白质,

[Science,1999年10月18日]