清華大學教授、結構生物學家施一公,中國科學技術大學教授、量子通信衛星“墨子號”首席科學家潘建偉,北京大學國際數學研究中心教授許晨陽分別獲得“生命科學獎”“物質科學獎”和“數學與電腦科學獎”,獎金各為100萬美元。
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未來網北京(www.k618.cn)9月10日電(記者賀卓輝)“我和團隊所從事的是結構生物學研究,也是一項基礎領域研究,今天可以得到這一大獎是因為國家過去十多年對基礎研究的連續投入,不然是萬萬沒有可能的。”在近日的一次頒獎典禮上,清華大學副教授、中科院院士施一公通過電話連線表達了獲獎後的感受。
9日下午,有“中國版諾貝爾獎”之稱的第二屆“未來科學大獎”在北京揭曉。清華大學教授、結構生物學家施一公,中國科學技術大學教授、量子通信衛星“墨子號”首席科學家潘建偉,北京大學國際數學研究中心教授許晨陽分別獲得“生命科學獎”“物質科學獎”和“數學與電腦科學獎”,獎金各為100萬美元。
施一公的獲獎評語:表彰他在解析真核信使RNA剪接體這一關鍵複合物的結構,揭示活性部位及分子層面機理的重大貢獻。
施一公主要運用生化和生物物理的手段研究細胞調亡的分子機制、重要膜蛋白以及細胞內生物大分子機器的結構與功能。
“我有一個非常拼命努力又非常有創新能力的團隊,這個大獎雖然是頒給我本人的,但卻是對我的團隊和課題組的獎勵。”施一公表示。
首次呈現“剪接體”結構 樹生命科學領域里程碑
施一公獲獎的“剪接體”研究成果于2015年8月23日公佈。
8月21日,施一公團隊在世界頂級期刊《科學》(Science)以及期刊線上同時發表了兩篇研究長文,《3.6埃的酵母剪接體結構》和《前體信使RNA剪接的結構基礎》。
這兩篇關於“剪接體”的文章,被譽為是生命科學領域里程碑式的巨大發現。其成就在於,讓人類第一次更清楚地“看見”剪接體的結構和它的工作過程。其意義在於,為開發治療老年癡呆等疾病的高效藥奠定基礎。
這項研究是施一公的4人團隊,6年潛心研究後的成果。
很多人對“剪接體”不了解,卻常常聽起老年癡呆、慢性淋巴細胞性白血病、脊髓型肌肉萎縮症等疾病。
“剪接體”與諸多疾病的關係,還要從“中心法則”説起。
不管是植物還是人類,自然界所有真核細胞的基因表達都遵循著從DNA到RNA再到蛋白質的中心法則。
這個過程中,第一步叫轉錄、第二步為剪接,第三步為翻譯。蛋白質是構成生命的基本元素,但DNA並不直接製造蛋白質,這就需要DNA“寫一封信”給核糖體,告訴它怎麼製造蛋白質,這封“信”的名字就叫“初始信使RNA”,剪接體拿到之後,將其修改成“成熟信使RNA”,而後再交給核糖體,核糖體就按照這封修改過的“信”製造蛋白質。
“剪接體的工作是中心法則中的關鍵環節。”施一公介紹説,在DNA上,起到“合成蛋白質”作用的編碼部分與非編碼部分是間隔交錯的,只有通過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,才能進一步翻譯蛋白質。
施一公資料圖,圖片源自清華大學。
然而,這個重要環節卻常常出錯,引發諸多疾病。
資料顯示,人類35%的遺傳紊亂與剪接體直接相關,諸多疾病也由此而生,例如老年癡呆、慢性淋巴細胞性白血病、脊髓型肌肉萎縮症等。
自1997年“剪接現象”首次被發現至今,剪接體的原子結構解析,成為世界頂級實驗室的攻堅對象,終因其複雜性、難度巨大,無法突破。
也就是説,20年間沒人看見過剪接體的模樣,在結構決定功能的生命科學世界裏,這就很難解釋它的發病機理,藥物研究更是無從談起。
施一公團隊首次呈現出了接近原子尺度的剪接體三維結構,以及它進行剪接的工作機理。
“這項研究成果的意義,很可能超過我過去25年科研生涯中所有研究成果的總和。” 施一公説。
