人物簡介:
(相關(guān)資料圖)
萬蕊雪,1990年12月生于河南鄭州,西湖大學(xué)實(shí)驗室主任、博士生導(dǎo)師。她以第一作者和共同通訊作者身份在《科學(xué)》《細(xì)胞》等雜志發(fā)表論文10余篇,為解析剪接體三維結(jié)構(gòu)、揭示RNA(核糖核酸)剪接過程的分子機(jī)理作出了重要貢獻(xiàn)。
萬蕊雪剛30歲出頭,就為攻克“結(jié)構(gòu)生物學(xué)的終極挑戰(zhàn)”——剪接體三維結(jié)構(gòu)解析及工作機(jī)理作出了重要貢獻(xiàn)。2016年,入選中國科協(xié)“未來女科學(xué)家計劃”;2018年,獲《科學(xué)》雜志以及多家頂級科研機(jī)構(gòu)聯(lián)合頒發(fā)的青年科學(xué)家獎。前不久,她又榮獲第十七屆中國青年科技獎。
迎接“結(jié)構(gòu)生物學(xué)的終極挑戰(zhàn)”
萬蕊雪依然清楚記得,2013年春節(jié)一過,她就從廣州中山大學(xué)趕到北京,到結(jié)構(gòu)生物學(xué)家、清華大學(xué)教授施一公的實(shí)驗室做畢業(yè)設(shè)計——離自己的夢想又近了一步。少年時代,萬蕊雪就立下志愿:長大后當(dāng)一名科學(xué)家,通過自己的研究去幫助更多的人!
進(jìn)入施一公實(shí)驗室后,在師姐周麗君的指導(dǎo)下,虛心好學(xué)的萬蕊雪進(jìn)步非???。她很快養(yǎng)成了良好的邏輯思維訓(xùn)練能力,能有條不紊地安排實(shí)驗,實(shí)驗技巧也日益嫻熟。開組會時,她對實(shí)驗設(shè)計、結(jié)果分析等提出的意見、建議,讓老師和同學(xué)們刮目相看。盡管每天早出晚歸、很忙很累,她不僅沒有覺得苦,反而感覺很開心。
2013年秋季學(xué)期開學(xué)后,萬蕊雪正式成為施一公的直博研究生。在老師的指導(dǎo)下,她致力于結(jié)構(gòu)生物學(xué)領(lǐng)域的剪接體研究。
萬蕊雪告訴記者,所謂結(jié)構(gòu)生物學(xué),就是用晶體衍射、核磁共振波譜學(xué)、冷凍電鏡技術(shù)等物理學(xué)方法,輔之以生物化學(xué)和分子生物學(xué)方法,從分子乃至原子分辨率的水平上揭示細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)、核酸、多糖等生物大分子的三維結(jié)構(gòu),進(jìn)而探究其功能和工作機(jī)理。
生命科學(xué)領(lǐng)域有一個著名的“中心法則”,描述存儲在DNA(脫氧核糖核酸)里的遺傳信息轉(zhuǎn)化為具有各種結(jié)構(gòu)、執(zhí)行不同功能的蛋白質(zhì)的過程。這個過程是遺傳信息的表達(dá)、傳遞過程,也是生命體中最重要的活動。植物、動物、人等有細(xì)胞核的生物,其遺傳信息傳遞過程可分為三步:第一步是轉(zhuǎn)錄,即遺傳信息從DNA傳遞到pre-mRNA(前體信使核糖核酸);第二步是RNA剪接;第三步是翻譯,即剪接后成熟的mRNA(信使核糖核酸)指導(dǎo)合成蛋白質(zhì)。這三個步驟,分別由RNA聚合酶、剪接體和核糖體來完成。
“剪接體是催化RNA剪接的重要分子機(jī)器,由幾十到幾百種蛋白質(zhì)和5條RNA動態(tài)組合而成,被稱作‘細(xì)胞里最復(fù)雜的超大分子復(fù)合物’。”萬蕊雪進(jìn)一步解釋,要想正確去除一個內(nèi)含子(不含有效信息的蛋白質(zhì)片段),并連接外顯子(含有有效信息的蛋白質(zhì)片段),剪接體不僅首先要在pre-mRNA上精準(zhǔn)地找到需要剪接的位點(diǎn),還要變換10多個狀態(tài)才能完成這一過程,其復(fù)雜程度超乎想象。她介紹,“每一條前體信使的RNA剪接在時間和空間上都非常精準(zhǔn),一步搞錯,基因的表達(dá)和傳遞就會出錯?,F(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn),人類的遺傳疾病中,大約有35%是剪接異常或剪接體突變造成的?!?/p>
“在‘中心法則’的三個步驟中,第一步的轉(zhuǎn)錄和第三步的翻譯,此前科學(xué)家已經(jīng)基本研究清楚。而中間的RNA剪接,全世界的科學(xué)家搞了幾十年都沒有攻克?!比f蕊雪說,“因此,解析剪接體的三維結(jié)構(gòu),被稱為結(jié)構(gòu)生物學(xué)的終極挑戰(zhàn)?!?/p>
在國際科研競逐中屢拔頭籌
2015年8月21日凌晨,《科學(xué)》雜志在線發(fā)表了施一公實(shí)驗室兩篇具有里程碑意義的論文:《3.6埃的酵母剪接體結(jié)構(gòu)》和《前體信使RNA剪接的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)》。前者報道了通過單顆粒冷凍電子顯微鏡(冷凍電鏡)方法解析的酵母細(xì)胞剪接體近原子水平分辨率的三維結(jié)構(gòu),后者則在結(jié)構(gòu)解析的基礎(chǔ)上闡述了剪接體對前體信使RNA執(zhí)行剪接的基本工作機(jī)理。
這兩篇文章把分子生物學(xué)“中心法則”的分子機(jī)理研究向前推進(jìn)了一大步,得到國際同行的高度評價。
跟隨施一公讀博士還不到3年的萬蕊雪,是兩篇文章的共同第一作者,作出了獨(dú)特貢獻(xiàn)。
此后,在施一公指導(dǎo)下,萬蕊雪帶著師弟師妹乘勝前進(jìn),先后完成了8個完全組裝工作狀態(tài)的高分辨率剪接體結(jié)構(gòu)解析,基本搞清了RNA剪接的全過程和工作機(jī)理。
施一公實(shí)驗室率先取得突破之后,國外的幾個頂尖實(shí)驗室也快馬加鞭,力求在后續(xù)研究中實(shí)現(xiàn)趕超。在同樣課題近乎白熱化的國際競逐中,施一公實(shí)驗室?guī)缀醵际堑谝粋€在終點(diǎn)“撞線”。
作為實(shí)驗室的主力隊員,萬蕊雪是怎么做到的?“除了抓住時機(jī),注重實(shí)驗方法、效率高是最主要的?!彼嬖V記者,“除此之外,當(dāng)然還有拼搏?!?/p>
2015年到2017年,課題組的工作狀態(tài)可以用8個字形容——夜以繼日、爭分奪秒。實(shí)驗緊張的時候,萬蕊雪經(jīng)常帶著幾個師弟師妹早出晚歸。課題的攻關(guān)階段,通宵作戰(zhàn)也是常有的事兒。
科學(xué)界推崇“原創(chuàng)”“首創(chuàng)”,甚至有“科學(xué)只有第一、沒有第二”的說法。因此,做同一個課題的不同團(tuán)隊,都想搶在競爭對手之前做出成果、發(fā)表論文。
“論文發(fā)表的時間先后當(dāng)然很重要,但不應(yīng)把所有關(guān)注點(diǎn)都放在這上面。”在萬蕊雪看來,研究結(jié)果所能說明的問題、揭示的奧秘,才是最有意思的,也是最值得追求的。
做科研一定要有一股勁兒
博士后期間,萬蕊雪先后以共同第一作者的身份,又在《科學(xué)》《細(xì)胞》雜志各發(fā)表了一篇文章。這兩篇文章,解析了剪接體循環(huán)中最后3個狀態(tài)的高分辨率結(jié)構(gòu)。至此,在施一公的指導(dǎo)下,她和合作者拿到了整個RNA剪接過程的所有結(jié)構(gòu),在這場國際“競賽”中取得了勝利。2020年4月,萬蕊雪加入西湖大學(xué),建立了自己的實(shí)驗室,開始了獨(dú)立的科研生涯。
她告訴記者,自己正以剪接體及RNA剪接機(jī)理研究為切入點(diǎn),繼續(xù)深化相關(guān)研究,力爭在重要大分子機(jī)器的分子機(jī)理研究中有所突破。
說到做科研的心得,喜歡長跑的萬蕊雪說:“跑步有很枯燥的時候,有很激動的時候,也有很難堅持的時候……起起伏伏,跟做科研很像,最像的地方就是需要堅持?!?/p>
她說,自己做科研也有感覺“做不下去”的時候,但是再堅持堅持,過一陣可能就會峰回路轉(zhuǎn),看到希望,“做科研這個事情一定要有一股勁兒、一個信念。只要一直堅持,用心去做,肯定會越來越進(jìn)步?!?/p>
“并不是所有的基礎(chǔ)研究都能開發(fā)出新藥、治病救人,你現(xiàn)在還堅持少年時的夢想嗎?”記者問。
“我依然認(rèn)為,科學(xué)研究是治療疾病的根本途徑。但無論是科學(xué)探索還是治療疾病,遠(yuǎn)不是自己之前想象的那么簡單?!比f蕊雪說,每個人做一點(diǎn),可能就慢慢地把這個事兒給做成了。
關(guān)鍵詞: 遺傳信息 工作機(jī)理 三維結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)生物學(xué)
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