解读2015诺贝尔化学奖:探索未来抗癌新路径

北京时间10月7日下午,瑞典皇家科学院将今年的“诺贝尔化学奖”颁发给了三位科学家,以表彰他们对于DNA修复的机理研究。获奖者分别是来自瑞典的托马 斯?林达尔(Tomas Lindahl)与美国的保罗·莫德里(Paul Modrich)和土耳其的阿齐兹·桑贾尔(Aziz Sancar)。其中,托马斯·林达尔是中国科学院海外特聘研究员。

诺奖委员会称,三位科学家从分子水平上揭示了细胞如何修复损伤的DNA以及如何保护遗传信息,为我们了解活体细胞是如何工作提供了最基本的认识,有助于新癌症疗法的开发。

解读2015诺贝尔化学奖:探索未来抗癌新路径的照片

对探索生命本质意义重大

DNA双螺旋结构被发现后,人们一度认为DNA是固定不变的结构。上世纪七、八十年代,从斯德哥尔摩卡罗琳斯卡医学院获得医学博士学位的托马斯?林达尔发现,DNA并不像人们想象中的那样稳定,而是会在紫外线、自由基及其他外部条件影响下发生损伤。但是,DNA的特殊性在于,它是细胞中唯一可以在受损后被修复的分子。正是由于一系列的分子机制持续监视DNA,并及时“修修补补”,我们体内的遗传物质才免于崩溃瓦解,生命体相的对稳定状态才得以维持。

中科院北京基因组所研究员杨运桂告诉《中国科学报》记者,“修复”机制确保了维持生命存在的遗传物质DNA的稳定性,这一机制是维持生命体健康的根本。“可以说,托马斯首先发现了DNA损伤的现象以及修复的机制,都是生命最本质的科学问题。”杨运桂指出。

研究陆续发现,生命体的衰老、癌症和许多重大疾病都和基因组不稳定有关。在北京师范大学生命科学学院教授牛登科看来,深入研究DNA的损伤和修复机理对了解相关疾病的起源、降低某些遗传病的发病率、降低DNA的损伤率和突变率至关重要。“未来,甚至有望为遗传病人进行定向的基因治疗。”牛登科告诉《中国科学报》记者。

北京大学生命科学学院教授孔道春也表示,在应用方面,DNA修复还将有助于基因检查,可能突破对癌症的早期诊断和预防的难题。

三种路径奠定基础

“从重要性来讲,与DNA修复的研究早就该获奖了。”孔道春,诺奖桂冠姗姗来迟的原因,可能是因为在这个领域做出过重要贡献的科研人员实在太多。

孔道春向《中国科学报》记者解释,上述三位获奖者分别发现了三种不同DNA损伤的修复路径:碱基脱落、碱基错配以及嘧啶二聚体,并且最早发现了参与各损伤修复的酶。这三种路径的发现,奠定了当今DNA修复领域研究的基础。

“他们三人不仅做出了开创性的研究,在后续的机理研究中也长期走在世界前沿。”孔道春评价。

例如,除了DNA损伤和修复现象外,托马斯还发现了多种DNA碱基切除修复和核苷酸切除修复重要基因,及这些修复基因的缺陷与人类疾病包括“着色性干皮病”、系统性红斑狼疮等关联。这些成果打开了DNA修复研究领域的大门。

在牛登科看来,与发现DNA双螺旋分子的沃森和克里克不同,这几位科学家也许并没有一篇划时代的论文,他们获奖,凭借的是数十年如一日,在特定领域里做着领先于世界的研究。“每一篇论文都保持着较高的质量。”

DNA修复在中国

2005年,杨运桂来到英国癌症研究署从事博士后工作,他的导师便是皇家科学院院士托马斯?林达尔博士,成为托马斯的关门弟子。杨运桂向《中国科学报》记者表示,托马斯不仅是一位名符其实的好学术导师,还是一位杰出的科学管理者。他领导卡莱尔学院(Clare Hall)研究所一共招收了不到20位独立研究员,就产生了10多名英国皇家科学院院士、两位诺奖获得者,包括2001年获得诺贝尔生理与医学奖的蒂姆?亨特(Tim Hunt)。

在杨运桂看来,托马斯不仅在科学上非常严谨,还很关心学生生活的方方面面。“他知道我带着全家在英国工作,特地为我涨工资。”2008年,杨运桂结束了在托马斯实验室的博士后生涯。托马斯告诉他,“我支持你回中国发展,为中国的生命科学基础研究贡献你的力量。”

不久后,杨运桂入选中科院“百人计划”,来到北京基因组研究所建立了自己的实验室。“从当初建立实验室到如今的一些科学研究方向和细节,托马斯一直站在我身后,支持着我。”杨运桂对导师的支持表示由衷的感谢。

孔道春与保罗?莫德里师出同门,虽然他入学时莫德里早已离开,但他对这位前辈的治学严谨也深有耳闻。孔道春说:“他们都具备对科学的洞察力和预见性,更善于把握科研的发展方向,总是知道什么问题最重要、最值得研究。”

目前为止,托马斯三次来到中国进行学术交流和指导。最近一次在2014年,他来到中国参加第四届DNA损伤应答与人类疾病国际研讨会时,曾向与会者表高度评价了中国学者在该领域中取得的进步。

“国内的学者正在这个生命科学的前沿领域中开展越来越多的原创性研究。”杨运桂说,他回国时,国内只有不超过20个研究组开展与DNA修复领域直接相关的研究,如今不少于80余个研究组参与了这个重要前沿基础领域的研究。

发表评论

:?: :razz: :sad: :evil: :!: :smile: :oops: :grin: :eek: :shock: :???: :cool: :lol: :mad: :twisted: :roll: :wink: :idea: :arrow: :neutral: :cry: :mrgreen: