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施一公:不为获奖做科研


评论(0)|2015-10-09|发布:fadiy |收藏

  要改善国内科研环境,施一公能做的就是通过在研究上做出成果,影响体制进一步得到改善。

  近日,河南籍科学家施一公在学术与仕途均收获颇丰,受到社会关注。
  无论是他在生命科学领域里程碑式的贡献,还是他即将赴任清华大学副校长,都足以让人铭记。
  8月23日,施一公课题组在清华大学召开“剪接体的三维结构和RNA剪接的分子结构基础”重大成果发布会。“这项研究成果的意义,很可能超过了我过去25年科研生涯中所有研究成果的总和。”
  谈到取得成果的关键因素时,施一公说:“创造性的思维、团队和无法形容的勤奋。”
  “诺奖”级成果探秘
  8月21日,施一公团队在世界顶级期刊《科学》(Science)以及期刊在线同时发表了两篇研究长文,《3.6埃的酵母剪接体结构》和《前体信使RNA剪接的结构基础》。
  这两篇关于“剪接体”的文章,被誉为是生命科学领域里程碑式的巨大发现。其成就在于,让人类第一次更清楚地“看见”剪接体的结构和它的工作过程。其意义在于,为开发治疗老年痴呆等疾病的高效药奠定基础。
  要理解剪接体的作用,必须从“中心法则”说起。
  不管是植物还是人类,自然界所有真核细胞的基因表达都遵循着从DNA到RNA再到蛋白质的中心法则。
  这个过程中,第一步叫转录、第二步为剪接,第三步为翻译。蛋白质是构成生命的基本元素,但DNA并不直接制造蛋白质,这就需要DNA“写一封信”给核糖体,告诉它怎么制造蛋白质,这封“信”的名字就叫“初始信使RNA”,剪接体拿到之后,将其修改成“成熟信使RNA”,而后再交给核糖体,核糖体就按照这封修改过的“信”制造蛋白质。
  “剪接体的工作是中心法则中的关键环节。”施一公介绍说,在DNA上,起到“合成蛋白质”作用的编码部分与非编码部分是间隔交错的,只有通过剪接体把不需要的部分去除,把编码部分拼接,生成成熟信使RNA,才能进一步翻译蛋白质。
  然而,这个重要环节却常常出错,引发诸多疾病。
  资料显示,人类35%的遗传紊乱与剪接体直接相关,诸多疾病也由此而生,例如老年痴呆、慢性淋巴细胞性白血病、脊髓型肌肉萎缩症等。
  自1997年“剪接现象”首次被发现至今,剪接体的原子结构解析,成为世界顶级实验室的攻坚对象,终因其复杂性、难度巨大,无法突破。
  也就是说,20年间没人看见过剪接体的模样,在结构决定功能的生命科学世界里,这就很难解释它的发病机理,药物研究更是无从谈起。
  “我们的工作,就是首次呈现出了接近原子尺度的剪接体三维结构,以及它进行剪接的工作机理。”施一公说,“这项研究成果的意义,很可能超过我过去25年科研生涯中所有研究成果的总和。”
  “剪接体是细胞内最后一个被等待解析结构的超大复合体,而这一等待实在太久了。”获知施一公课题组的最新成果后,2009年诺贝尔生理与医学奖得主、哈佛大学医学院教授杰克・肖斯德克发来了祝贺邮件。
  有权威学者认为,这一科研成果应被诺贝尔奖委员会认真考虑。
  4个人的6年历程
  冰冻三尺非一日之寒,这一项研究成果并非得于朝夕。
  “对,我是杭婧,是施一公老师研究组成员之一。”如果不是亲眼所见,很难将眼前这位梳着马尾、满目英气的小姑娘同两篇Science文章的第一作者联系起来。
  更令人惊讶的是,除施一公为“65后”,这个团队的其他成员都是“85后”。据杭婧介绍,这两篇文章还有另外两个第一作者,分别是清华大学生命学院博士闫创业、医学院博士万蕊雪,其中闫创业最长30岁,而她26岁,万蕊雪只有25岁。
  全世界的科学家都在发力,为何幸运之神眷顾这个4人团队。
  施一公对《民生周刊》记者表示,研究剪接体的想法肇始于10年前,“那时候条件不成熟,也没有足够的勇气。”2009年决心涉足该领域,原因在于条件趋于成熟。
  “我的课题组,两个专门做纯化,一个做计算,他们年纪轻,但技术过硬。 而且我们还有亚洲第一台调试成功、稳定运行的冷冻电镜平台,这些都为我们的成功打下了坚实的基础。”施一公说。
  谈及他们如何攻克世界级难题,施一公认为,研究中最重大的突破在于样本的准备。
  首先,实验团队通过反复实验、筛选并结合大量文献资料的查阅,最终选择了裂殖酵母作为实验对象,而后纯化样本:在液体状态下,迅速把它冷冻起来,“就像科幻片中把人冷冻起来再让其复活一样”,通过纯化步骤, 最大程度地保持样本的原状。另外,纯化手段的优化、后期有助于提高图像分辨率的算法也是该研究重要创新和突破。
  “那是黑夜中的寻找。” 杭婧这样形容她在样品制备阶段的日子。
  施一公一直强调“没有他们三个,无法获得这一成果”,仅以模型搭建为例,其他实验室半年的工作,他们一个月就完成,这除了对化学有很深的理解外,还需要极强的判断能力和高强度的工作量。
  就在课题组处在攻坚阶段时,来自剑桥大学分子生物学实验室的一个课题组宣布,将剪接体组装过程中一个前体复合物的分辨率提高到了5.9埃(1埃为十亿分之一米)。
  尽管科研道路上只有第一没有第二,施一公团队没有被危机感困住,样品出来后,不是最佳状态,施一公坚持让学生们继续试,“最多就是失败,怕什么?”一个目标,原以为高不可攀,到他跟前时却势如破竹。
  4月初,与剑桥大学课题组不同,施一公团队不仅将精度从5.9埃提高到了3.6埃,而且解析的对象是真正的剪接体,这是人类第一次在近原子分辨率上看到剪接体的细节,并阐述剪接反应进行的分子机制。
  6月18日凌晨2:20,杭婧更新微信:“算一算,已经连续工作四十二个小时未眠。人生能有几回搏?”   正是这3位年轻人,在施一公的带领下,在擅长的领域里把自己做到极致。
  用科研成果促进改革
  当被问及这项成就能否斩获诺贝尔奖时,施一公说:“关注还有什么问题没解决,比获奖有意思。”
  作为基础科学领域的重要成果,要被公众感知到其价值还需要一个过程。“该成果是生命科学领域基础研究的突破,距离治疗疾病的实际应用还有很大距离。”施一公解释,疾病、制药等后续研究还需要其他专家、工作组根据其兴趣跟进。
  整个8月,对于施一公来说意义非凡,一个月内,先是破解世界级难题,后又被任命为清华大学副校长。
  当然,施一公在其他很多方面也是建树颇丰。除了清华大学副校长身份外,挂在施一公身上的头衔有4个:中国科学院院士、美国国家科学院外籍院士、美国艺术与科学院院士和欧洲分子生物学组织外籍成员;在所获荣誉方面,他获得的世界顶级奖项有5个。
  在学术界,施一公被誉为是“大牛”,到底有多牛?
  通过Scopus数据库分析显示,自1995年起至今,施一公总共发表重量级论文167篇,其中发表在全球公认的四大顶尖学术期刊《Nature》、《Science》、《Cell》和《PNAS》正刊上的就有63篇。另外,施一公2008年回国后,以清华大学为第一单位发表的论文就高达60篇,值得一提的是,最近两年来,其以清华大学为第一单位,在四大顶尖期刊上发表的顶级论文有13篇,甚至完全超越他在国外时的成就。
  今年8月19日,教育部人事司发布,拟任命施一公为清华大学副校长的信息,该信息同时在清华大学校内网上公示,公示时间为8月20日至26日。
  “上施老师的课很过瘾,中途几乎没有茶歇,没人愿意走出去。”一位生命学院的本科学生这样对记者表示,“他有智慧,对他当选清华大学副校长很期待。”
  2010年,施一公曾公开表示,他归国的理想是:首先,从事教育,影响一批年轻人;其次,在清华建立一个世界一流的结构生物学中心、一个世界一流的高级人才培养和尖端生命科学研究基地,与大家一起努力发展中国的生命科学和基础医学研究;第三,与一批志同道合的朋友一起推动我国科教体制的改善。
  不过,回国后的他并非一路坦途。例如2011年,施一公和好友――北大生命科学院前任院长饶毅,在中科院院士评选中双双出局。不过,这丝毫不影响他在教学与科研上前进的脚步。
  关于给学生上课,施一公说:“我每年在清华大约有100节课,这是雷打不动的。”
  担任清华大学副校长之后,施一公将负责国际工作。他认为,要改善国内科研环境,他能做的就是通过在研究上做出成果,影响体制进一步得到改善。
  “无论行政职务如何变化,教学和科研是不会丢的,这是给自己的交代。”施一公说,生命就是体验,既然体验只有一次,何不做到极致?

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