其中,托馬斯.林達(dá)爾是中國(guó)科學(xué)院海外特聘研究員。
諾獎(jiǎng)委員會(huì)稱,三位科學(xué)家從分子水平上揭示了細(xì)胞如何修復(fù)損傷的DNA以及如何保護(hù)遺傳信息,為我們了解活體細(xì)胞是如何工作提供了最基本的認(rèn)識(shí),有助于新癌癥療法的開發(fā)。
對(duì)探索生命本質(zhì)意義重大
DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)被發(fā)現(xiàn)后,人們一度認(rèn)為DNA是固定不變的結(jié)構(gòu)。上世紀(jì)七、八十年代,從斯德哥爾摩卡羅琳斯卡醫(yī)學(xué)院獲得醫(yī)學(xué)博士學(xué)位的托馬斯.林達(dá)爾發(fā)現(xiàn),DNA并不像人們想象中的那樣穩(wěn)定,而是會(huì)在紫外線、自由基及其他外部條件影響下發(fā)生損傷。但是,DNA的特殊性在于,它是細(xì)胞中唯一可以在受損后被修復(fù)的分子。正是由于一系列的分子機(jī)制持續(xù)監(jiān)視DNA,并及時(shí)“修修補(bǔ)補(bǔ)”,我們體內(nèi)的遺傳物質(zhì)才免于崩潰瓦解,生命體相的對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)才得以維持。
中科院北京基因組所研究員楊運(yùn)桂告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者,“修復(fù)”機(jī)制確保了維持生命存在的遺傳物質(zhì)DNA的穩(wěn)定性,這一機(jī)制是維持生命體健康的根本。“可以說,托馬斯首先發(fā)現(xiàn)了DNA損傷的現(xiàn)象以及修復(fù)的機(jī)制,都是生命最本質(zhì)的科學(xué)問題。”楊運(yùn)桂指出。
研究陸續(xù)發(fā)現(xiàn),生命體的衰老、癌癥和許多重大疾病都和基因組不穩(wěn)定有關(guān)。在北京師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授牛登科看來,深入研究DNA的損傷和修復(fù)機(jī)理對(duì)了解相關(guān)疾病的起源、降低某些遺傳病的發(fā)病率、降低DNA的損傷率和突變率至關(guān)重要。“未來,甚至有望為遺傳病人進(jìn)行定向的基因治療。”牛登科告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者。
北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授孔道春也表示,在應(yīng)用方面,DNA修復(fù)還將有助于基因檢查,可能突破對(duì)癌癥的早期診斷和預(yù)防的難題。
三種路徑奠定基礎(chǔ)
“從重要性來講,與DNA修復(fù)的研究早就該獲獎(jiǎng)了。”孔道春,諾獎(jiǎng)桂冠姍姍來遲的原因,可能是因?yàn)樵谶@個(gè)領(lǐng)域做出過重要貢獻(xiàn)的科研人員實(shí)在太多。
孔道春向《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者解釋,上述三位獲獎(jiǎng)?wù)叻謩e發(fā)現(xiàn)了三種不同DNA損傷的修復(fù)路徑:堿基脫落、堿基錯(cuò)配以及嘧啶二聚體,并且最早發(fā)現(xiàn)了參與各損傷修復(fù)的酶。這三種路徑的發(fā)現(xiàn),奠定了當(dāng)今DNA修復(fù)領(lǐng)域研究的基礎(chǔ)。
“他們?nèi)瞬粌H做出了開創(chuàng)性的研究,在后續(xù)的機(jī)理研究中也長(zhǎng)期走在世界前沿。”孔道春評(píng)價(jià)。
例如,除了DNA損傷和修復(fù)現(xiàn)象外,托馬斯還發(fā)現(xiàn)了多種DNA堿基切除修復(fù)和核苷酸切除修復(fù)重要基因,及這些修復(fù)基因的缺陷與人類疾病包括“著色性干皮病”、系統(tǒng)性紅斑狼瘡等關(guān)聯(lián)。這些成果打開了DNA修復(fù)研究領(lǐng)域的大門。
在牛登科看來,與發(fā)現(xiàn)DNA雙螺旋分子的沃森和克里克不同,這幾位科學(xué)家也許并沒有一篇?jiǎng)潟r(shí)代的論文,他們獲獎(jiǎng),憑借的是數(shù)十年如一日,在特定領(lǐng)域里做著領(lǐng)先于世界的研究。“每一篇論文都保持著較高的質(zhì)量。”
DNA修復(fù)在中國(guó)
2005年,楊運(yùn)桂來到英國(guó)癌癥研究署從事博士后工作,他的導(dǎo)師便是皇家科學(xué)院院士托馬斯.林達(dá)爾博士,成為托馬斯的關(guān)門弟子。楊運(yùn)桂向《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者表示,托馬斯不僅是一位名符其實(shí)的好學(xué)術(shù)導(dǎo)師,還是一位杰出的科學(xué)管理者。他領(lǐng)導(dǎo)卡萊爾學(xué)院(Clare Hall)研究所一共招收了不到20位獨(dú)立研究員,就產(chǎn)生了10多名英國(guó)皇家科學(xué)院院士、兩位諾獎(jiǎng)獲得者,包括2001年獲得諾貝爾生理與醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)的蒂姆.亨特(Tim Hunt)。
在楊運(yùn)桂看來,托馬斯不僅在科學(xué)上非常嚴(yán)謹(jǐn),還很關(guān)心學(xué)生生活的方方面面。“他知道我?guī)е以谟?guó)工作,特地為我漲工資。”2008年,楊運(yùn)桂結(jié)束了在托馬斯實(shí)驗(yàn)室的博士后生涯。托馬斯告訴他,“我支持你回中國(guó)發(fā)展,為中國(guó)的生命科學(xué)基礎(chǔ)研究貢獻(xiàn)你的力量。”
不久后,楊運(yùn)桂入選中科院“百人計(jì)劃”,來到北京基因組研究所建立了自己的實(shí)驗(yàn)室。“從當(dāng)初建立實(shí)驗(yàn)室到如今的一些科學(xué)研究方向和細(xì)節(jié),托馬斯一直站在我身后,支持著我。”楊運(yùn)桂對(duì)導(dǎo)師的支持表示由衷的感謝。
孔道春與保羅.莫德里師出同門,雖然他入學(xué)時(shí)莫德里早已離開,但他對(duì)這位前輩的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)也深有耳聞??椎来赫f:“他們都具備對(duì)科學(xué)的洞察力和預(yù)見性,更善于把握科研的發(fā)展方向,總是知道什么問題最重要、最值得研究。”
目前為止,托馬斯三次來到中國(guó)進(jìn)行學(xué)術(shù)交流和指導(dǎo)。最近一次在2014年,他來到中國(guó)參加第四屆DNA損傷應(yīng)答與人類疾病國(guó)際研討會(huì)時(shí),曾向與會(huì)者表高度評(píng)價(jià)了中國(guó)學(xué)者在該領(lǐng)域中取得的進(jìn)步。
“國(guó)內(nèi)的學(xué)者正在這個(gè)生命科學(xué)的前沿領(lǐng)域中開展越來越多的原創(chuàng)性研究。”楊運(yùn)桂說,他回國(guó)時(shí),國(guó)內(nèi)只有不超過20個(gè)研究組開展與DNA修復(fù)領(lǐng)域直接相關(guān)的研究,如今不少于80余個(gè)研究組參與了這個(gè)重要前沿基礎(chǔ)領(lǐng)域的研究。