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诺贝尔奖带给我们什么启示?

2021-05-05 00:35 | 人围观 | 评论:

端粒酶的研究思路值得学习

曾武威、章静波(中国医学科学院基础医学研究所):10月5日,瑞典卡罗琳斯卡医学院宣布,将2009年诺贝尔生理学或医学奖授予3位美国科学家,以表彰他们“发现端粒和端粒酶是如何保护染色体的”。这一发现解答了生物学上的一个重大问题,即染色体在细胞分裂时是如何以完整的形式自我复制的,以及它们是如何受到保护而免于降解的。3位科学家揭示了其答案就在染色体的末端——端粒,以及形成端粒的酶——端粒酶上。

我们身体中的每个细胞都含有完整的基因组,携带基因的线状dna分子被包裹在染色体中。在染色体的末端部分有一个像帽子一样的特殊结构,这就是端粒。它是细胞内染色体末端的保护帽,能够保护染色体。而端粒酶的作用则是形成端粒,使得端粒的长度等结构得以稳定。

1982年,伊丽莎白·布莱克本应用dna测序技术揭示了端粒由短的重复dna片段组成。随后,她和杰克·邵斯塔克发现,单细胞生物四膜虫的端粒可以保护其自身dna分子,也可以保护种属相隔很远的酵母微染色体。端粒的保护作用在进化上具有如此巨大跨度的保守性,提示这是一种非常基本的生物机制在起作用。于是,布莱克本与当时是其研究生的卡萝尔·格雷德开始探索端粒的维护机制。1984年,他们发现了端粒酶。它是由rna和蛋白质组成的,其rna成分中包含端粒dna的特征性序列ccccaa。端粒合成时,该序列作为模板,而其蛋白质成分中含有酶活性。端粒酶通过其自身rna提供的模板将端粒dna延伸,从而以此分子末端为平台,使dna聚合酶能够复制完整长度的染色体,而不会遗漏其最末端部分。在此之前,分子生物学家们一直无法解释dna在细胞分裂时如何加到复制的dna双链的末端,这项发现解释了这一长时间令人困惑的“末端复制问题”。

这3位科学家的发现阐明了端粒是如何保护染色体末端的,而端粒是由端粒酶形成和维护的。这一发现揭示了细胞的一个基本机制,基于这一系统的靶向疗法正在研发中。

陈琳(北京康复中心):这项奖项和细胞周期的研究得诺奖一样,更多的是对细胞基本功能的重要研究予以肯定。这个研究的进程贯穿着“发现问题—提出概念—实验验证”的思路,整个过程就像解开一个个智力谜团一样有趣,充满了思想的光辉。

端粒和端粒酶的研究历程是一个很经典的科研成功案例,值得我们科学工作者学习。

启示二:

应用科学越来越受到重视

曾武威、章静波:2009年诺贝尔化学奖表彰了3位科学家在“核糖体的结构和功能研究”所做出的突出贡献。

认识核糖体的内在工作机制对于科学地理解生命非常重要。目前临床上应用的很多抗生素都是通过抑制细菌的核糖体来治疗疾病的。由于核糖体在生命中的关键作用,如果它失去功能,细菌就无法生存。因此,核糖体成为新型抗生素的重要靶点。获奖科学家们构建了核糖体的三维模型,并揭示不同的抗生素是如何抑制核糖体功能的。这些模型现已被用于开发新型抗生素,对拯救生命和减轻人类的病痛起到直接的帮助。

陈琳、黄红云(北京康复中心):从近年来的诺贝尔生理学或医学奖授予情况可以看出,诺贝尔奖金委员会越来越重视应用科学,原因在于整个世界的发展、整个人类的发展方向,以及科学自身发展的内在趋势,都是越来越重视应用。

到目前为止,获得诺贝尔自然科学类奖项的华人已有8位。他们是:1957年物理学奖获得者李政道和杨振宁,1976年物理学奖获得者丁肇中,1986年化学奖获得者李远哲,17年物理学奖获得者朱棣文,18年物理学奖获得者崔琦,2008年化学奖获得者钱永健和2009年物理学奖获得者高锟。以上研究者都不是地道的我国本土科学家,这起码给我们两点提示:其一,中国人有获得诺贝尔奖的潜质和智商。其二,中国本土的研究水平与国际尚有差距。

杨振宁教授近日在高锟诺贝尔奖庆祝会上指出,做最有贡献的科技研究工作需要很多条件,其中一个条件是要有传统。一个很聪明的在香港念书的年轻人,比起同样一个在美国的研究者,有一个很吃亏的地方,就是他对自己研究方向里最有发展可能的一些问题不容易了解。

高尖端医学科学研究,与其他自然科学一样,也是依赖于创新能力。在哪些方面去争分夺秒地创新,占领制高点,突出原创性,选择合适的研究方向至关重要,这都需要极高的智慧去把控。我们应该有所为,有所舍,关注以社会需求为动力的应用研究和以解决在科学发展中出现的基本问题为动力的基础研究。

启示三:

创新=自由的思想+开放的创造

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