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世界級(jí)難題是如何破解的
8月21日凌晨,一位德國(guó)同行的電話,打亂了清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院院長(zhǎng)施一公的工作計(jì)劃。這位德國(guó)同行,剛剛看到了《科學(xué)》在線發(fā)表的施一公團(tuán)隊(duì)撰寫(xiě)的兩篇關(guān)于剪接體結(jié)構(gòu)及其工作機(jī)理的研究長(zhǎng)文。
這幾天,有關(guān)施一公的“新聞”不斷。6天前的8月18日,他的研究團(tuán)隊(duì)剛剛在《自然》在線發(fā)表了一篇研究長(zhǎng)文,首次揭示了分辨率高達(dá)3.4埃的人體γ-分泌酶的電鏡結(jié)構(gòu),為理解阿爾茨海默癥的發(fā)病機(jī)理提供了重要基礎(chǔ)。翌日,他擬任清華大學(xué)副校長(zhǎng)的任命,進(jìn)入公示期。
然而,這一次,施一公說(shuō),這兩篇論文帶給他的興奮,超出了過(guò)去25年科研生涯的總和。
21日中午,記者第一時(shí)間趕到清華大學(xué),與施一公和他的3名85后團(tuán)隊(duì)成員展開(kāi)了一場(chǎng)對(duì)話。
“不可能完成的任務(wù)”
記者:剪接體結(jié)構(gòu)解析被公認(rèn)是結(jié)構(gòu)生物學(xué)領(lǐng)域的終極難題,你們是如何完成這看似“不可能完成的任務(wù)”的?
施一公:要說(shuō)完成,首先得開(kāi)始做。這么多年,世界級(jí)難題——剪接體結(jié)構(gòu)解析一直擺在那里,結(jié)構(gòu)生物學(xué)界所有的科學(xué)家都知道。但由于研究它實(shí)在是難度太大,而科研方法與技術(shù)又相對(duì)不成熟,所以,很多科學(xué)家都沒(méi)有冒險(xiǎn)進(jìn)入這個(gè)領(lǐng)域。
早在10多年前,我就曾想研究剪接體結(jié)構(gòu),但也是因?yàn)槟懥坎粔,擱置了下來(lái)。直到6年前,經(jīng)過(guò)反復(fù)的研討和認(rèn)真的準(zhǔn)備,我終于下定決心,進(jìn)入這個(gè)領(lǐng)域研究。
杭婧(施一公團(tuán)隊(duì)成員、清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院博士研究生):剛剛加入施老師的團(tuán)隊(duì),就被通知要做這樣一個(gè)“最難”課題,壓力很大。我也經(jīng)常在想,國(guó)內(nèi)外很多強(qiáng)有力的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手,都在這一領(lǐng)域里探索了多年,我們進(jìn)入的時(shí)間不長(zhǎng),沒(méi)有太多經(jīng)驗(yàn),真的能夠做好嗎?
施一公:我很理解學(xué)生們的心情。所以,我就讓他們從小處著手,從解析剪接體復(fù)合物中的一些重要組成蛋白的結(jié)構(gòu)開(kāi)始,積累經(jīng)驗(yàn)、樹(shù)立信心,逐步接近目標(biāo)。這些工作漸漸取得了一些成果,例如2014年初,團(tuán)隊(duì)首次報(bào)道了剪接體復(fù)合物中重要組成蛋白Lsm七聚體及其在RNA結(jié)合狀態(tài)下的晶體結(jié)構(gòu),文章發(fā)表于《自然》。但這些成果遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。
記者:什么時(shí)候開(kāi)始真正進(jìn)入剪接體結(jié)構(gòu)的解析?
萬(wàn)蕊雪(施一公團(tuán)隊(duì)成員、清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院博士研究生):去年年底,我們真正開(kāi)始做剪接體蛋白純化的工作,我和杭婧查閱了大量的科研文獻(xiàn),做了無(wú)數(shù)次實(shí)驗(yàn),最后在施老師的指點(diǎn)下,確定選擇裂殖酵母作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象,F(xiàn)在看來(lái),這個(gè)實(shí)驗(yàn)對(duì)象找得很準(zhǔn)。
施一公:純化工作做得非常棒。擁有極為成熟的樣品處理方法同樣很關(guān)鍵。我們可以讓蛋白質(zhì)服服帖帖、性質(zhì)穩(wěn)定,成為適合結(jié)構(gòu)解析的樣品。這是我們實(shí)驗(yàn)室的絕招。
杭婧:的確如此。具體的實(shí)驗(yàn)步驟很難用言語(yǔ)表達(dá)清楚。不過(guò),這也正是我們實(shí)驗(yàn)室的優(yōu)勢(shì)所在,可以在前輩的引領(lǐng)下少走彎路。
施一公:我們團(tuán)隊(duì)的閆創(chuàng)業(yè)改進(jìn)了計(jì)算方法和單顆粒篩選方法,實(shí)現(xiàn)了針對(duì)局部區(qū)域的精細(xì)優(yōu)化,從而計(jì)算出了高分辨率的酵母剪接體的冷凍電鏡三維重構(gòu)密度圖。這是一種我們針對(duì)這個(gè)課題專(zhuān)門(mén)發(fā)展的計(jì)算方法。
記者:每一個(gè)重大成果的背后,都不會(huì)一帆風(fēng)順。
施一公:當(dāng)然,數(shù)據(jù)收集和處理是一件相當(dāng)麻煩的事情。他們?nèi)齻(gè)人要24小時(shí)輪流“趴”在電鏡平臺(tái)和計(jì)算機(jī)前,每半分鐘記錄一次數(shù)據(jù),平均一個(gè)人一天要做960次記錄。我記得有一次,小閆受不了了,跑來(lái)跟我說(shuō):施老師,咱能不能再招兩個(gè)能熬夜的新人。
記者:昨天,我加了杭婧的微信,看了看她的朋友圈,發(fā)現(xiàn)有這么兩條狀態(tài):6月5日凌晨4:07,體重狂掉十斤……6月18日凌晨2:20,算一算,已經(jīng)連續(xù)工作四十二個(gè)小時(shí)未眠。人生能有幾回搏?
閆創(chuàng)業(yè)(施一公團(tuán)隊(duì)成員、清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院博士):六月份,我們和施老師一起寫(xiě)論文,經(jīng)常要熬到第二天早上五六點(diǎn)。工作結(jié)束后,我們仨沒(méi)什么事,就回去補(bǔ)覺(jué)。但施老師早上八點(diǎn)就要給學(xué)生上課,下午緊接著還有會(huì)議,真的很累。
施一公:六月上旬的一天凌晨,我忙完了所有事后回到實(shí)驗(yàn)室,開(kāi)始加班加點(diǎn)撰寫(xiě)這項(xiàng)科研成果的學(xué)術(shù)論文。凌晨3點(diǎn),我突然發(fā)現(xiàn)自己尾椎以下動(dòng)不了了,緩了十多分鐘,才有知覺(jué)。我趕緊跑到樓道猛走了幾圈,見(jiàn)有好轉(zhuǎn),我才坐下來(lái)繼續(xù)寫(xiě)論文。
杭婧:當(dāng)時(shí)真的把我們嚇壞了。
記者:從什么時(shí)候開(kāi)始,看到了希望?
杭婧:在課題小組長(zhǎng)周麗君博士畢業(yè)出國(guó)接受博士后訓(xùn)練之后,課題的重?fù)?dān)落在了我和萬(wàn)蕊雪身上。沒(méi)有了師兄、師姐可以請(qǐng)教,我們只能依靠閱讀大量的文獻(xiàn)和反復(fù)進(jìn)行試驗(yàn)來(lái)不斷探索前行。到了課題的攻堅(jiān)階段,每天在實(shí)驗(yàn)室的工作時(shí)間能達(dá)到14到16小時(shí)。今年3月底,當(dāng)我們第一次在電鏡下看到蛋白大概的樣子時(shí),我們簡(jiǎn)直高興到“爆”,覺(jué)得希望來(lái)了。
施一公:之前我還和他們說(shuō),咱們做到20埃以下,就把論文發(fā)表了,讓大家知道你們的研究成果。但在今年4月做數(shù)據(jù)處理時(shí),我們驚喜連連,從11埃到5埃,再?gòu)?埃到3.9埃,最后是3.6埃!跟白日做夢(mèng)似的。
科學(xué)研究不能憑運(yùn)氣,更沒(méi)有捷徑
記者:四天前,你剛剛在《自然》上發(fā)表了一篇研究長(zhǎng)文,F(xiàn)在,你又在《科學(xué)》連發(fā)兩篇學(xué)術(shù)論文。為什么又是你的團(tuán)隊(duì)先拔頭籌?
施一公:可能有人會(huì)說(shuō),施一公完全是運(yùn)氣好,但我要強(qiáng)調(diào)的是,科學(xué)研究不能憑運(yùn)氣,更沒(méi)有捷徑。我們所創(chuàng)造的每一點(diǎn)進(jìn)步,都是整個(gè)團(tuán)隊(duì)用努力換來(lái)的。
僅就剪接體的科研成果而言,我認(rèn)為,我們有著足夠的膽量去挑戰(zhàn)這個(gè)“終極難題”?上驳氖牵@三名學(xué)生和我一起挺了過(guò)來(lái),我為他們驕傲。杭婧和萬(wàn)蕊雪從2014年初開(kāi)始,已經(jīng)有一年半的時(shí)間沒(méi)有發(fā)表任何學(xué)術(shù)論文,一直潛心做研究,我知道,他們的壓力非常大。這三個(gè)人每個(gè)人都有自己的專(zhuān)長(zhǎng),并且在專(zhuān)長(zhǎng)的領(lǐng)域里達(dá)到了很高的水平。正因?yàn)樗麄兌荚诳蒲猩嫌?xùn)練有素,才使我們的團(tuán)隊(duì)能率先取得這一成果。
杭婧:施老師是我們團(tuán)隊(duì)的總指揮和軍師。他在課題選擇上很有遠(yuǎn)見(jiàn),不跟風(fēng),而是把握合適的時(shí)機(jī)。同時(shí),他又特別嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致,邏輯分析能力很強(qiáng),指導(dǎo)我們努力的方向。
萬(wàn)蕊雪:每次我們做完實(shí)驗(yàn),都會(huì)與施老師進(jìn)行一次全面檢驗(yàn)。他會(huì)提出很多細(xì)節(jié)問(wèn)題,幫助我們發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)上的漏洞。施老師每周末都會(huì)給我們開(kāi)會(huì),討論科研進(jìn)展、分析問(wèn)題等等,雷打不動(dòng)。
施一公:在我看來(lái),經(jīng)過(guò)持續(xù)不斷的科學(xué)訓(xùn)練,他們的水平確實(shí)有了提高。小閆是清華化學(xué)生物基科班的本科生,從2008年加入我的實(shí)驗(yàn)室后,就開(kāi)始學(xué)習(xí)用X射線解析晶體結(jié)構(gòu),后來(lái)他又開(kāi)始學(xué)習(xí)使用冷凍電鏡,始終專(zhuān)注在數(shù)據(jù)處理和建模領(lǐng)域。如今,他已開(kāi)始自己開(kāi)發(fā)電鏡結(jié)構(gòu)解析的方法,也許已經(jīng)成為全世界該領(lǐng)域最高水平的專(zhuān)家之一。一些國(guó)際知名研究團(tuán)隊(duì)都在“挖”他。
所有因素拼湊在一起,才會(huì)有現(xiàn)在的成果
記者:在科研方法上,你們是否也有了新的進(jìn)展?
施一公:的確。一直以來(lái),研究蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)有三種主要方法:X射線晶體衍射、核磁共振、單顆粒冷凍電子顯微學(xué)(冷凍電鏡)。過(guò)去用得更多的是X射線晶體衍射。但是,剪接體非常特殊,屬于比較大的細(xì)胞機(jī)器,而且是由多個(gè)核酸蛋白亞復(fù)合物組成的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu),很難獲得晶體進(jìn)行結(jié)構(gòu)解析。
因此,可以說(shuō),如果沒(méi)有冷凍電鏡技術(shù),就完全不可能得到剪接體近原子水平的分辨率。當(dāng)然,這也得益于近些年冷凍電鏡在技術(shù)上取得的革命性突破。很早以前,我就曾和時(shí)任清華大學(xué)黨委書(shū)記的陳希說(shuō),希望可以投資建立冷凍電鏡平臺(tái),很快就得到了學(xué)校的支持,清華也因此擁有了全亞洲第一臺(tái)冷凍電鏡平臺(tái),也是當(dāng)今世界最大的平臺(tái)之一。
我想說(shuō)的是,只有把所有的因素拼湊在一起,才會(huì)有現(xiàn)在的科研成果。
記者:接下來(lái),你的團(tuán)隊(duì)要做什么?
施一公:接下來(lái)要做的是將工作進(jìn)一步細(xì)化,通過(guò)富集等手段,進(jìn)一步獲得剪接體的相關(guān)數(shù)據(jù),以期能對(duì)生命過(guò)程和機(jī)理有更深入的了解。
萬(wàn)蕊雪:科研道路哪有盡頭可言?對(duì)待每次實(shí)驗(yàn),我們都要加倍小心,不能覺(jué)得已經(jīng)做過(guò)很多、很熟練了,就隨便對(duì)待。
記者:幾天前,清華大學(xué)信息門(mén)戶發(fā)布了施一公擬任清華大學(xué)副校長(zhǎng)的任命公示。今后,你將如何調(diào)整教學(xué)、科研、行政方面的時(shí)間與精力?
施一公:教學(xué)仍將是我的重要工作。我每學(xué)期要上100節(jié)課。今后,課時(shí)只會(huì)多、不會(huì)少。我也不會(huì)減少與學(xué)生們的溝通交流,同時(shí)也會(huì)盡力保障科研時(shí)間,爭(zhēng)取帶領(lǐng)我的團(tuán)隊(duì)再創(chuàng)佳績(jī)。
90后大學(xué)生與抗戰(zhàn)老兵的心靈對(duì)話
——中國(guó)石油大學(xué)(華東)開(kāi)展“致抗戰(zhàn)老兵一封信”活動(dòng)
“‘感謝’這兩個(gè)字實(shí)在太輕,和平年代的我們很難感受70多年前抗日戰(zhàn)爭(zhēng)的慘烈,到底是怎樣的信念和情懷,才能使人克服對(duì)死亡的恐懼,譜寫(xiě)了一首首壯烈的贊歌……”
“那時(shí)候的我們不怕死!就想著趕快打勝仗,好讓老百姓過(guò)上好日子……”
這是90后大學(xué)生蘇睿和93歲抗戰(zhàn)老兵孫學(xué)臣之間的對(duì)話。
今年是抗日戰(zhàn)爭(zhēng)勝利70周年。蘇睿所在的中國(guó)石油大學(xué)(華東)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院“七月風(fēng)”黨員先鋒隊(duì)通過(guò)學(xué)校微信、學(xué)生在線等網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)發(fā)起了“致抗戰(zhàn)老兵一封信”活動(dòng),得到了學(xué)校各學(xué)生黨支部的紛紛響應(yīng),不到1個(gè)月的時(shí)間,“七月風(fēng)”就收到了100多封信件。
近日,帶著這100多封信件,同學(xué)們踏上了尋訪抗戰(zhàn)老兵的旅程,經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院“紅星夢(mèng)之隊(duì)”的隊(duì)員們?nèi)チ松綎|省青島市黃島區(qū)六洼鎮(zhèn),地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院“七月風(fēng)”的隊(duì)員們則前往棗莊市馬蘭屯鎮(zhèn),探望居住在那里的幾位抗戰(zhàn)老兵。
“一切為了國(guó)家,一切為了革命”
“這是政府為紀(jì)念抗日戰(zhàn)爭(zhēng)勝利60周年時(shí)發(fā)給我們的!”在青島市黃島區(qū)六洼鎮(zhèn),已經(jīng)91歲高齡的樊輝省驕傲地向隊(duì)員們展示著自己的“寶貝”——一件掛滿了獎(jiǎng)?wù)碌能姺!坝幸淮未蛘,我們(cè)谒晾锱萘撕芫,以至于許多人都留下了后遺癥!闭f(shuō)完,樊輝省撩起衣服給大家看他腰上和腿上的傷痕:老人的腿一直都處于水腫狀態(tài),皮膚也是坑坑洼洼的。離開(kāi)的時(shí)候,隊(duì)員們希望和樊輝省合個(gè)影,老人很重視,特意穿上那件讓他引以為豪的軍服,挺直了腰板,把自己最好的一面留給大家。
91歲的老兵王順緒不僅參加過(guò)抗日戰(zhàn)爭(zhēng),還參加過(guò)解放戰(zhàn)爭(zhēng)和抗美援朝,軍服上的戰(zhàn)爭(zhēng)紀(jì)念章見(jiàn)證了他的光輝歲月。
“1942年的秋天,我所在的部隊(duì)和日軍有一場(chǎng)正面戰(zhàn)爭(zhēng)。打到最后,雙方都彈盡糧絕了。有一天早上天還沒(méi)亮,我和戰(zhàn)友于樂(lè)章、于勝武去附近的山上找水源,與同樣前來(lái)尋找水源的日本士兵短兵相接,展開(kāi)了肉搏戰(zhàn)!蓖蹴樉w回憶說(shuō),他當(dāng)時(shí)死死地掐住那個(gè)日軍士兵的脖子,卻被日軍的匕首刺中了左臂,王順緒鼓足力氣將身子一扭,和日本士兵一起滾下了60多米的山坡,兩個(gè)人都頭破血流,躺在地上不能動(dòng)彈。最后,聞聲趕來(lái)的戰(zhàn)友將日本士兵俘虜。“您在戰(zhàn)場(chǎng)怕不怕?”隊(duì)員杜月斌問(wèn),“我不怕死,那時(shí)候一切為了國(guó)家,一切為了革命!”王順緒說(shuō)。
在馬蘭屯鎮(zhèn),“七月風(fēng)”的隊(duì)員們拜訪了孫學(xué)臣、季常清和提啟營(yíng)等幾位抗戰(zhàn)老兵,隊(duì)員們?yōu)槔媳首x了一封封情真意切的學(xué)生來(lái)信。
聽(tīng)著90后的肺腑之言,93歲的孫學(xué)臣激動(dòng)不已,87歲的提啟營(yíng)則潸然淚下!澳菚r(shí)候的我們不怕死,就想著趕快打勝仗,讓老百姓過(guò)上好日子!被貞浧饙槑V歲月,孫學(xué)臣揚(yáng)起了右臂——他的右手在戰(zhàn)爭(zhēng)中不幸被子彈擊傷,肌肉已完全萎縮。
銘記歷史,砥礪前行
“2014年,我參加過(guò)學(xué)校組織的慰問(wèn)抗戰(zhàn)老兵活動(dòng),深切地感受到這些耄耋之年的老英雄們并不渴望擁有多少物質(zhì)支持,他們更希望我們年輕一代能夠敬畏那段歷史,傳承抗戰(zhàn)精神,擁有愛(ài)國(guó)情懷!碧K睿說(shuō),也正是基于這個(gè)想法,“七月風(fēng)”黨員先鋒隊(duì)才發(fā)起了“致抗戰(zhàn)老兵一封信”活動(dòng)。
“可能是因?yàn)槲覀冞@一代沒(méi)有經(jīng)歷過(guò)戰(zhàn)爭(zhēng),所以一直不能理解什么叫把生死置之度外。”杜月斌說(shuō),經(jīng)過(guò)這次尋訪,他被深深地觸動(dòng)了,第一次真切地感受到了什么才是革命的大無(wú)畏精神和死而后已的奉獻(xiàn)精神。
“與每一位抗戰(zhàn)老兵的交流都是一段烽火連天的滄桑歲月再現(xiàn)!标(duì)員張麗麗說(shuō),以史為鑒,可以知興替,這種活動(dòng)的意義不僅在于了解歷史,慰藉老兵,更能激發(fā)青年學(xué)生的凌云壯志和愛(ài)國(guó)情懷。
“這是一個(gè)意義非凡的暑假!痹诓稍L中,每一個(gè)參加活動(dòng)的隊(duì)員都這樣告訴記者,通過(guò)與抗戰(zhàn)老兵的心靈對(duì)話,他們感受到了那段崢嶸歲月里的愛(ài)國(guó)激情。
對(duì)一個(gè)人來(lái)說(shuō),70年的歲月是漫長(zhǎng)的光陰流轉(zhuǎn);對(duì)一個(gè)民族來(lái)說(shuō),70年的歲月也許只是時(shí)間長(zhǎng)河的一瞬。然而,不管是個(gè)人還是國(guó)家,無(wú)論是漫長(zhǎng)還是短暫,這段歷史都應(yīng)該被清晰地鐫刻在那里,令我們時(shí)時(shí)警醒。
只有銘記歷史,才能砥礪前行。
人類(lèi)對(duì)剪接體密碼的探索才剛開(kāi)始——訪施一公團(tuán)隊(duì)
中國(guó)科學(xué)院院士施一公院士研究組近日兩項(xiàng)生命科學(xué)基礎(chǔ)原理研究取得重大突破,其兩篇論文21日在線發(fā)表于國(guó)際頂級(jí)期刊《科學(xué)》上。
“中國(guó)人首次捕獲剪接體高分辨率結(jié)構(gòu)!”這些天一則振奮人心的消息傳遍海內(nèi)外。
這意味著,中國(guó)人率先登上了比2006年和2009年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)更具挑戰(zhàn)的科學(xué)“山峰”,世界結(jié)構(gòu)生物學(xué)界的公認(rèn)難題——剪接體的結(jié)構(gòu)“密碼”已接近破譯。
“施一公實(shí)驗(yàn)室向這個(gè)生命科學(xué)領(lǐng)域中幾乎不可能完成的任務(wù)發(fā)起挑戰(zhàn),并在世界舞臺(tái)上取得了成功!泵绹(guó)科學(xué)院院士、著名結(jié)構(gòu)生物學(xué)家丁紹·帕特爾這樣評(píng)價(jià)。
記者來(lái)到位于清華大學(xué)的施一公實(shí)驗(yàn)室,一張畫(huà)有剪接體三維結(jié)構(gòu)及其執(zhí)行剪接過(guò)程的圖片呈現(xiàn)在眼前,看上去簡(jiǎn)單又極為難得。
簡(jiǎn)單是因?yàn),通過(guò)圖片可清晰看到,各個(gè)蛋白相互纏繞形成外形輪廓并不對(duì)稱(chēng)的剪接體的基本過(guò)程。難得是由于,這個(gè)結(jié)構(gòu)解析曾被多少業(yè)內(nèi)權(quán)威視作“生命科學(xué)領(lǐng)域中幾乎不可能完成的任務(wù)”。
剪接體這顆分子生物學(xué)皇冠上的明珠,是不少生物學(xué)家的夢(mèng)想?墒沁@個(gè)“淘氣的家伙結(jié)構(gòu)復(fù)雜,動(dòng)態(tài)、多變”,在當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件下,沒(méi)有科學(xué)家能清晰地“捕捉”它。
為完成這一步,施一公團(tuán)隊(duì)并肩奮斗了將近兩千個(gè)日夜。
對(duì)于所有的多細(xì)胞生物,以及有成熟細(xì)胞核的單細(xì)胞生物而言,遺傳物質(zhì)DNA必須轉(zhuǎn)化為蛋白質(zhì)才能行使各種功能,而這中間的核心環(huán)節(jié)就是剪接體對(duì)DNA進(jìn)行“剪接”。
“自1977年基因剪接現(xiàn)象被首次發(fā)現(xiàn)以來(lái),世界上有很多團(tuán)隊(duì)都在研究剪接體的結(jié)構(gòu)。直到今年5月份,我們能看到的剪接體分辨率也只有29埃,即2.9納米,根本無(wú)法看清剪接體到底長(zhǎng)什么樣!笔┮还f(shuō)。
在結(jié)構(gòu)決定功能的科學(xué)世界里,如果連這個(gè)蛋白長(zhǎng)什么樣都看不見(jiàn),就很難解釋它的發(fā)病機(jī)理,更別提藥物研究了。
施一公團(tuán)隊(duì)從2009年起鎖定剪接體研究領(lǐng)域。這是一個(gè)除導(dǎo)師外,完全由博士研究生組成的年輕團(tuán)隊(duì)。年齡最大的閆創(chuàng)業(yè)今年30歲,而杭婧和萬(wàn)蕊雪則分別為26歲和25歲。
對(duì)于一個(gè)連一臺(tái)冷凍電鏡設(shè)備都沒(méi)有、團(tuán)隊(duì)才剛剛建立起來(lái)的實(shí)驗(yàn)室,要完成結(jié)構(gòu)生物學(xué)界的重大研究舉步維艱。
一開(kāi)始,他們選擇了從小處著手,試圖從解析剪接體復(fù)合物中的一些重要組成蛋白的結(jié)構(gòu)開(kāi)始,試圖逐步接近核心目標(biāo)。然而,膽大心細(xì)、不滿足于對(duì)“小蛋白”探索的施一公團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)論證,最終還是決定直面最富挑戰(zhàn)性的攻堅(jiān)課題:完整剪接體的結(jié)構(gòu)解析。
然而,現(xiàn)實(shí)卻不像設(shè)想中那般美好。
杭婧用“黑夜中的摸索”來(lái)形容那段日子。在課題小組長(zhǎng)周麗君博士畢業(yè)出國(guó)接受博士后訓(xùn)練之后,課題的重?fù)?dān)落在了兩位年輕的女孩身上。實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)相對(duì)缺乏、沒(méi)有師兄師姐引導(dǎo)的杭婧和萬(wàn)蕊雪,每天必須依靠閱讀大量的文獻(xiàn)和反復(fù)進(jìn)行試驗(yàn)不斷探索前行。在課題攻堅(jiān)階段,團(tuán)隊(duì)每人每天平均在實(shí)驗(yàn)室工作的時(shí)間為12至16小時(shí)。
施一公團(tuán)隊(duì)始終都有危機(jī)感,因?yàn)檫@個(gè)課題太重要了,全球不少團(tuán)隊(duì)都在做。科學(xué)只有第一沒(méi)有第二,如果自己不沉下心來(lái)努力,一旦別人首先發(fā)表,那么團(tuán)隊(duì)之前的努力就會(huì)大打折扣。
為了收集數(shù)據(jù),整個(gè)團(tuán)隊(duì)常常都處于通宵戰(zhàn)備狀態(tài),學(xué)生凌晨5點(diǎn)離開(kāi)了,施一公也是早晨6點(diǎn)才到家!翱茖W(xué)發(fā)現(xiàn)方面,我從不相信運(yùn)氣!笔┮还f(shuō)。
科學(xué)發(fā)現(xiàn)沒(méi)有捷徑可走,正因?yàn)檫@樣,有些寂寞與苦澀必須挨過(guò)。
團(tuán)隊(duì)里一些成員已經(jīng)近兩年沒(méi)有發(fā)表過(guò)一篇文章,生活單調(diào)得只有實(shí)驗(yàn)室—宿舍兩點(diǎn)一線,常常幾天幾夜不合眼,只怕錯(cuò)過(guò)一個(gè)細(xì)節(jié)、一組高精確度的數(shù)據(jù)、一幅有價(jià)值的圖像。
終于,他們的堅(jiān)持有了回報(bào)。2015年3月底,當(dāng)杭婧和萬(wàn)蕊雪第一次在電鏡下看到了蛋白大致的樣子時(shí),“心里立刻產(chǎn)生了曙光”。
曾經(jīng),人類(lèi)對(duì)基因認(rèn)識(shí)分辨率只有29埃。
施一公的初步設(shè)想是,把分辨率做到20埃以下,就可以把成果發(fā)表出來(lái)!罢l(shuí)知4月做數(shù)據(jù)處理時(shí),我們驚喜連連。分辨率從11埃到5埃,再到3.9埃,最后是3.6埃!跟白日做夢(mèng)似的。”
來(lái)不及沉浸在喜悅之中的施一公急忙帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)夜以繼日地完成論文寫(xiě)作。在送孩子回河南老家的火車(chē)上,總共4小時(shí)車(chē)程,施一公就寫(xiě)了4個(gè)小時(shí)!澳嵌螘r(shí)間頭腦也是特別興奮,即將完成的幾天,躺在床上睡不著覺(jué)!笔┮还f(shuō)。
終于,這些付出在8月21日被賦予新的價(jià)值。
2009年諾貝爾生理與醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)得主、哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院教授杰克·肖斯德克評(píng)價(jià)說(shuō),兩篇論文為理解剪接體的結(jié)構(gòu)和工作機(jī)制帶來(lái)了巨大突破。剪接體是細(xì)胞內(nèi)最后一個(gè)被等待解析結(jié)構(gòu)的超大復(fù)合體,而這一等待實(shí)在太久了。
施一公團(tuán)隊(duì)表示,人類(lèi)對(duì)剪接體密碼的探索工作才剛剛開(kāi)始!斑@項(xiàng)工作的核心意義是讓人類(lèi)對(duì)生命過(guò)程和機(jī)理有了更進(jìn)一步的了解!毕乱徊降墓ぷ髦攸c(diǎn)是把不同剪接體相互間不同的地方看清楚,從而闡述內(nèi)含子被去除、外顯子被接在一起的分子機(jī)制,以期對(duì)人類(lèi)生命過(guò)程和機(jī)理有更深入的了解。
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