2021年度邵逸夫生命科學與醫學獎頒予斯科特・埃姆爾 (Scott D Emr)，以表彰他所發現的內體蛋白分選轉運複合體 (ESCRT) 途徑，對於涉及膜生物學的多樣化過程至關重要，其中包括細胞分裂、細胞表層受體調節、病毒傳播及軸突修剪等。這些過程對於生命、 健康，及疾病尤其重要。斯科特・埃姆爾是美國康奈爾大學分子生物學及遺傳學法蘭克 • 羅德講座教授暨威爾細胞及分子生物學研究所所長。

讓生命變得有可能，細胞必須將特定的生物組分在適當的時候 放置在適當的位置。這個範疇便是今屆邵逸夫生命科學與醫學獎得主斯科特・埃姆爾的專長。埃姆爾在細胞內囊泡運輸方面獲得開創性的發現。囊泡是一種膜包裹著的小泡，內裡充滿液體， 負責將生物組分傳送至細胞內不同的「目的地」。這些「目的地」叫作細胞器，是一種膜包裹著的單元，負責不同的細胞功能。 在一系列劃時代的研究當中，埃姆爾利用精巧的基因手段，識別40個編碼ESCRT組合成分的基因。埃姆爾結合分子、生化以及 結構的方法找出這40個ESCRT蛋白的特性，並闡明其單個及聯合作用。他的研究發現ESCRT是一種生物機器，與囊泡合作，存放新合成的蛋白，並確保囊泡及其運載物能夠選擇性地送抵特定的亞細胞器。這項研究的核心為埃姆爾所發現的一種酶－脂質激酶。這種酶能夠將名為磷脂醯肌醇的脂質分子，轉化為磷脂醯肌醇—3—磷酸鹽。埃姆爾在研究這種酶及有關的脂質時，發現不同的脂質有著成為特定細胞器的「地址」的功能，能夠決定特定 生物組分送達的地點。由一種磷酸肌醇轉化為另一種磷酸肌醇，為ESCRT途經提供了辨識細胞器膜表層的基礎。因此，這些脂質「地址」對於囊泡由一個細胞器傳送到另一個細胞器這個精密並連序進行的動作起到決定性的作用。值得留意的是，不同細胞器之間完整的輸送需要用到五個ESCRT的亞複合物。埃姆爾有系統地界定該五個功能各異的ESCRT機器的組合成分，並透過流水線狀途徑找出該五個機器的工作特性。另一項與埃姆爾的研究有關的突破性發現，指出ESCRT可識別某些蛋白的所謂泛素標簽，這些蛋白需要被包裝到囊泡內，並在指定的細胞區室內被摧毀。這個過程對於細胞內受體蛋白的正常更新十分重要。在一項顛覆性的研究中，埃姆爾發現並闡明ESCRT機器能夠將囊泡膜向內屈曲，使其遠離細胞質。囊泡膜向內屈曲能夠形成獨特的囊泡結構，與其他為人所熟悉的亞細胞細胞器的拓樸結構完全相反。由ESCRT引導的囊泡膜屈曲現在已被公認為細胞廣泛使用的通用機制。囊泡膜屈曲在很多重要的過程上都扮演著舉足輕重的 角色，其中包括細胞表面受體資訊傳遞的調節、細胞分裂時的子細胞分離、HIV等病毒從宿主細胞的萌芽、新細胞的感染擴散以及對腦部正常發育尤其重要的軸突修剪。研究發現ESCRT途徑突變會引至發育嚴重缺陷，導致胚胎死亡，某些情況下是因無法關閉細胞表面受體 (例如Notch受體)的資訊傳遞而致。總括來說，斯科特・埃姆爾改變了我們對於細胞膜運輸的途徑及機制的認識；細胞膜運輸無論是對酵母還是人類的生命進程，都十分重要。

邵逸夫生命科學與醫學獎遴選委員會

2021年6月1日  香港