清華大學(xué)教授、結(jié)構(gòu)生物學(xué)家施一公,中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授、量子通信衛(wèi)星“墨子號(hào)”首席科學(xué)家潘建偉,北京大學(xué)國(guó)際數(shù)學(xué)研究中心教授許晨陽(yáng)分別獲得“生命科學(xué)獎(jiǎng)”“物質(zhì)科學(xué)獎(jiǎng)”和“數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)獎(jiǎng)”,獎(jiǎng)金各為100萬(wàn)美元。
【砥礪奮進(jìn)的五年圓夢(mèng)中國(guó)人系列報(bào)道】
未來(lái)網(wǎng)北京(www.k618.cn)9月10日電(記者賀卓輝)“我和團(tuán)隊(duì)所從事的是結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究,也是一項(xiàng)基礎(chǔ)領(lǐng)域研究,今天可以得到這一大獎(jiǎng)是因?yàn)閲?guó)家過(guò)去十多年對(duì)基礎(chǔ)研究的連續(xù)投入,不然是萬(wàn)萬(wàn)沒(méi)有可能的。”在近日的一次頒獎(jiǎng)典禮上,清華大學(xué)副教授、中科院院士施一公通過(guò)電話(huà)連線(xiàn)表達(dá)了獲獎(jiǎng)后的感受。
9日下午,有“中國(guó)版諾貝爾獎(jiǎng)”之稱(chēng)的第二屆“未來(lái)科學(xué)大獎(jiǎng)”在北京揭曉。清華大學(xué)教授、結(jié)構(gòu)生物學(xué)家施一公,中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授、量子通信衛(wèi)星“墨子號(hào)”首席科學(xué)家潘建偉,北京大學(xué)國(guó)際數(shù)學(xué)研究中心教授許晨陽(yáng)分別獲得“生命科學(xué)獎(jiǎng)”“物質(zhì)科學(xué)獎(jiǎng)”和“數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)獎(jiǎng)”,獎(jiǎng)金各為100萬(wàn)美元。
施一公的獲獎(jiǎng)評(píng)語(yǔ):表彰他在解析真核信使RNA剪接體這一關(guān)鍵復(fù)合物的結(jié)構(gòu),揭示活性部位及分子層面機(jī)理的重大貢獻(xiàn)。
施一公主要運(yùn)用生化和生物物理的手段研究細(xì)胞調(diào)亡的分子機(jī)制、重要膜蛋白以及細(xì)胞內(nèi)生物大分子機(jī)器的結(jié)構(gòu)與功能。
“我有一個(gè)非常拼命努力又非常有創(chuàng)新能力的團(tuán)隊(duì),這個(gè)大獎(jiǎng)雖然是頒給我本人的,但卻是對(duì)我的團(tuán)隊(duì)和課題組的獎(jiǎng)勵(lì)。”施一公表示。
首次呈現(xiàn)“剪接體”結(jié)構(gòu) 樹(shù)生命科學(xué)領(lǐng)域里程碑
施一公獲獎(jiǎng)的“剪接體”研究成果于2015年8月23日公布。
8月21日,施一公團(tuán)隊(duì)在世界頂級(jí)期刊《科學(xué)》(Science)以及期刊在線(xiàn)同時(shí)發(fā)表了兩篇研究長(zhǎng)文,《3.6埃的酵母剪接體結(jié)構(gòu)》和《前體信使RNA剪接的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)》。
這兩篇關(guān)于“剪接體”的文章,被譽(yù)為是生命科學(xué)領(lǐng)域里程碑式的巨大發(fā)現(xiàn)。其成就在于,讓人類(lèi)第一次更清楚地“看見(jiàn)”剪接體的結(jié)構(gòu)和它的工作過(guò)程。其意義在于,為開(kāi)發(fā)治療老年癡呆等疾病的高效藥奠定基礎(chǔ)。
這項(xiàng)研究是施一公的4人團(tuán)隊(duì),6年潛心研究后的成果。
很多人對(duì)“剪接體”不了解,卻常常聽(tīng)起老年癡呆、慢性淋巴細(xì)胞性白血病、脊髓型肌肉萎縮癥等疾病。
“剪接體”與諸多疾病的關(guān)系,還要從“中心法則”說(shuō)起。
不管是植物還是人類(lèi),自然界所有真核細(xì)胞的基因表達(dá)都遵循著從DNA到RNA再到蛋白質(zhì)的中心法則。
這個(gè)過(guò)程中,第一步叫轉(zhuǎn)錄、第二步為剪接,第三步為翻譯。蛋白質(zhì)是構(gòu)成生命的基本元素,但DNA并不直接制造蛋白質(zhì),這就需要DNA“寫(xiě)一封信”給核糖體,告訴它怎么制造蛋白質(zhì),這封“信”的名字就叫“初始信使RNA”,剪接體拿到之后,將其修改成“成熟信使RNA”,而后再交給核糖體,核糖體就按照這封修改過(guò)的“信”制造蛋白質(zhì)。
“剪接體的工作是中心法則中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。”施一公介紹說(shuō),在DNA上,起到“合成蛋白質(zhì)”作用的編碼部分與非編碼部分是間隔交錯(cuò)的,只有通過(guò)剪接體把不需要的部分去除,把編碼部分拼接,生成成熟信使RNA,才能進(jìn)一步翻譯蛋白質(zhì)。
施一公資料圖,圖片源自清華大學(xué)。
然而,這個(gè)重要環(huán)節(jié)卻常常出錯(cuò),引發(fā)諸多疾病。
資料顯示,人類(lèi)35%的遺傳紊亂與剪接體直接相關(guān),諸多疾病也由此而生,例如老年癡呆、慢性淋巴細(xì)胞性白血病、脊髓型肌肉萎縮癥等。
自1997年“剪接現(xiàn)象”首次被發(fā)現(xiàn)至今,剪接體的原子結(jié)構(gòu)解析,成為世界頂級(jí)實(shí)驗(yàn)室的攻堅(jiān)對(duì)象,終因其復(fù)雜性、難度巨大,無(wú)法突破。
也就是說(shuō),20年間沒(méi)人看見(jiàn)過(guò)剪接體的模樣,在結(jié)構(gòu)決定功能的生命科學(xué)世界里,這就很難解釋它的發(fā)病機(jī)理,藥物研究更是無(wú)從談起。
施一公團(tuán)隊(duì)首次呈現(xiàn)出了接近原子尺度的剪接體三維結(jié)構(gòu),以及它進(jìn)行剪接的工作機(jī)理。
“這項(xiàng)研究成果的意義,很可能超過(guò)我過(guò)去25年科研生涯中所有研究成果的總和。” 施一公說(shuō)。
