上周,“聚光灯下”的院士、清华大学生命科学学院施一公教授再一次成了下万众瞩目的焦点。一方面,他的研究团队在国际顶级期刊《科学》杂志上发表了两篇被称为“直逼诺奖”的论文;另一方面,施院士即将升任清华副校长。
那么,究竟是什么样的科研成果会有望获诺贝尔奖?在学术生涯不断走向巅峰时“走向仕途”能两边都兼顾好吗?
破解结构生物学最大难题之一
8月21日,清华大学生命科学学院施一公教授研究组在《科学》周刊(Science)同时在线发表了两篇背靠背研究长文。研究组不仅获得了分辨率高达3.6埃的剪接体三维结构,并阐述了剪接体的基本工作机理,破解了结构生物学最大难题之一。
在真核生物中,基因表达分别由RNA聚合酶、剪接体和核糖体执行。其中,RNA聚合酶和核糖体的结构解析曾分别获得2006年和2009年的诺贝尔化学奖。而剪接体是生命中的一种大生物“机器”,能帮助DNA转化为蛋白质。其结构解析的难度被普遍认为高于RNA聚合酶和核糖体。
6月24日,剑桥大学分子生物学实验室的日裔学者Kiyoshi Nagai研究组在线发表在《自然》杂志上的一项研究将剪接体所涉及的一个中心复合物tri-snRNP的分辨率提高到了5.9个埃米,一度引起轰动。而此前人类对基因剪接体的认识精度只有29个埃米。
而施一公团队此次得到的结果不仅将精度由5.9个埃米提高到了3.6个埃米,而且其解析对象是真正的剪接体,而不是Nagai团队所取得的参与剪接体组装过程的复合物,从而第一次在近原子分辨率上看到了剪接体的细节。
诺奖得主等“大牛”如何评价?
施一公研究组的文章一经发布,不仅轰动了国内生物圈,也引起了很多国际顶尖科学家的关注。包括2009年诺贝尔生理与医学奖得主、哈佛大学医学院教授Phillip Allen Sharp在内的科学家纷纷对这项研究给予了很高的评价。
Phillip Allen Sharp
因发现RNA剪接而获得1993年诺贝尔生理学与医学奖,2006年美国国家科学奖章获得者,美国MIT生物系教授
施一公教授在《科学》杂志发表的两篇文章里展示的剪接体及其反应活性中心的结构非常振奋人心,这是RNA剪接领域的突破。我之前不确定我们是否真的能“看到”在活性状态下的剪接体结构,因为构成它的蛋白和RNA是如此多样并复杂。在这两篇文章里,我们看到了冷冻电镜的技术、攻克难题的决心、以及创造性的想法,这三点对此次的成功缺一不可。再次祝贺取得此次巨大的成果。
Jack Szostak
2009年诺贝尔生理与医学奖得主,哈佛大学医学院教授
施一公教授实验室近期在《科学》杂志上发表的两篇论文为理解剪接体的结构和工作机制带来了巨大的突破。剪接体是细胞内最后一个被等待解析结构的超大复合体,而这一等待实在已经太久了。
相较于核糖体,在原子分辨率解析剪接体的结构更为困难,因为剪接体由一系列不同蛋白质和蛋白核酸复合物组成,组分和构象都是高度复杂和动态的。施一公实验室利用最新的冷冻电镜技术克服了种种困难(解析了结构),这一成果为理解这个超级复杂的大分子机器的工作机理呈现出全新的画面。比如,人们可以清楚地看到剪接体的结构和IIb类自剪接内含子结构之间的密切关系;人们也可以看到许多剪接体的关键蛋白成分的作用。
Dinshaw Patel
美国斯隆-凯特琳癌症研究中心教授,美国科学院院士、美国科学与人文学院院士、著名结构生物学家、核酸研究领域专家
剪接体结构的解析比核糖体结构的解析的更加具有挑战(2009年有三位科学家因解析核糖体结构被授予诺贝尔奖)。剪接体结构解析的复杂性主要反映在它形态多变、成分复杂,比如剪接反应的不同阶段不同RNA和蛋白质会进入或离开剪接体的核心区域。
剪接体的结构是完完全全由中国科学家利用最先进的技术在中国本土完成。这是中国生命科学发展的一个里程碑,它将影响并鼓励下一代青年人进入生命科学研究领域,勇往直前攻克最具挑战性以及最具影响力的生命科学难题。施一公教授实验室向这个生命科学领域中几乎不可能完成的挑战发起挑战,并在世界舞台上取得了成功。这些成就也很好地反映了中国科学领导者及科研资金支持等部门独具慧眼,选择正确的科学家对其重要的课题大力支持。
施一公院士:没认真想过是否能拿“诺奖”
图片来源:清华大学
“这项成果的重要性超过我过去25年科学研究总和。”施一公说。此前,他以通讯作者身份在《科学》、《自然》和《细胞》上发表的文章总共接近50篇。该成果的完成,不仅初步解答了基础生命科学领域长期以来一直备受关注的核心问题,也为进一步揭示与剪接体相关疾病的发病机理提供了坚实的基础。
对于是否能得“诺奖”,施一公表示并“没有认真想过”。他说,因为现在的媒体环境,如果说从来没有这种想法也不可能,但从来不可能认真去想什么时候能得诺贝尔奖。
“其实我们在研究一线,不可能为了得诺贝尔奖做课题。国内对于诺贝尔奖太关注了,其实可以淡化一点,多关注一下基础领域还有哪些难题没有解决。”施一公说。
升任副校长,是否会影响做学术?
除了以上的重大研究成果外,施院士将任清华大学副校长的消息也在上周受到了极大的关注。不过,与对研究成果的祝贺和赞美声不同,该消息也引来了一些质疑声。
事实上,这种争议声在去年施一公院士先后挂职北京卫计委副主任以及出任清华大学校长助理时就一直存在;一些声音似乎认为“学术成就”和“仕途得志”是不可兼得的。在8月23日清华大学举办的成果发布会上,施一公院士对此作出了回应。
“我每年在清华大约有100节课,这是雷打不动的,无论是做副校长还是什么,一节课都不会减少,只会增加,因为我是清华大学教授。”施一公坦言,现在,他在科研上投入的时间已经不如自己2008年刚回国的时候多了,但是也大约有一半时间在老老实实做研究。
人们为什么担心施一公院士任副校长?
从一定意义上说,施一公院士符合人们对“学术明星”的所有想象,但人们也担心这颗熠熠闪光的“学术明星”将如何处理学术与行政的关系?事实上,这些担心也是可以理解的,因为人的时间和精力确实是有限的。
尽管施一公院士承诺“无论多忙,教学和科研都不能丢掉”,但他也坦承“现在在科研上投入的时间已经不如自己刚回国的时候多了”,要想实现学术与行政的真正“双赢”不是件容易的事。
施一公院士的学术成就有目共睹,倘若一定要在学术和副校长之间做一道选择题,或许人们更愿意施一公院士继续在学术领域取得更多更大的成就。因为培养一名真正能够引领一个学科向前发展、在全球科学圈有巨大影响力的顶尖科学家着实来之不易。
编辑寄语:致敬从事基础研究的科研工作者
从业以来,施一公院士一直是笔者想要见到的科学家之一。原本在今年6月上旬举办的第17届上海国际生物技术与医药研讨会(BIO-FORUM2015)上会有机会见到(施一公院士在大会嘉宾名单中);遗憾的是,当天由于临时重要工作安排,施一公院士未能出席。
据悉,当时也正是施一公研究组写论文的关键时期。施一公院士在接受《光明网》采访时说:“六月上旬的一天凌晨,我忙完了所有事后回到实验室,开始加班加点撰写这项科研成果的学术论文。凌晨3点,我突然发现自己尾椎以下动不了了,缓了十多分钟,才有知觉。我赶紧跑到楼道猛走了几圈,见有好转,我才坐下来继续写论文。”
回想最初读研时,问的最多,现在觉得最肤浅的问题就是“这个研究有什么用?”。那些做基础研究的老师总是无奈的笑笑。如今,笔者对扎根做基础研究的科研人员已充满敬佩之情。他们要有恒心,能够忍受长期被“冷落”。
据《人民日报》报道,即便有人反复问到研究成果究竟有怎样的临床价值,施一公院士也只是耐心地介绍,这只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。笔者恭贺施一公院士取得突破性的成果,也对一直坚守在基础研究领域的科学家表示衷心的敬佩。
本文部分内容整理自赛先生微信公众号、科技日报、清华新闻网、京华时报、南方日报(排序按照引用顺序)