王麗

要改善國(guó)內(nèi)科研環(huán)境，施一公能做的就是通過(guò)在研究上做出成果，影響體制進(jìn)一步得到改善。

近日，河南籍科學(xué)家施一公在學(xué)術(shù)與仕途均收獲頗豐，受到社會(huì)關(guān)注。

無(wú)論是他在生命科學(xué)領(lǐng)域里程碑式的貢獻(xiàn)，還是他即將赴任清華大學(xué)副校長(zhǎng)，都足以讓人銘記。

8月23日，施一公課題組在清華大學(xué)召開“剪接體的三維結(jié)構(gòu)和RNA剪接的分子結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)”重大成果發(fā)布會(huì)?！斑@項(xiàng)研究成果的意義，很可能超過(guò)了我過(guò)去25年科研生涯中所有研究成果的總和?！?/p>

談到取得成果的關(guān)鍵因素時(shí)，施一公說(shuō)：“創(chuàng)造性的思維、團(tuán)隊(duì)和無(wú)法形容的勤奮?！?/p>

“諾獎(jiǎng)”級(jí)成果探秘

8月21日，施一公團(tuán)隊(duì)在世界頂級(jí)期刊《科學(xué)》（Science）以及期刊在線同時(shí)發(fā)表了兩篇研究長(zhǎng)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)》。

這兩篇關(guān)于“剪接體”的文章，被譽(yù)為是生命科學(xué)領(lǐng)域里程碑式的巨大發(fā)現(xiàn)。其成就在于，讓人類第一次更清楚地“看見”剪接體的結(jié)構(gòu)和它的工作過(guò)程。其意義在于，為開發(fā)治療老年癡呆等疾病的高效藥奠定基礎(chǔ)。

要理解剪接體的作用，必須從“中心法則”說(shuō)起。

不管是植物還是人類，自然界所有真核細(xì)胞的基因表達(dá)都遵循著從DNA到RNA再到蛋白質(zhì)的中心法則。

這個(gè)過(guò)程中，第一步叫轉(zhuǎn)錄、第二步為剪接，第三步為翻譯。蛋白質(zhì)是構(gòu)成生命的基本元素，但DNA并不直接制造蛋白質(zhì)，這就需要DNA“寫一封信”給核糖體，告訴它怎么制造蛋白質(zhì)，這封“信”的名字就叫“初始信使RNA”，剪接體拿到之后，將其修改成“成熟信使RNA”，而后再交給核糖體，核糖體就按照這封修改過(guò)的“信”制造蛋白質(zhì)。

“剪接體的工作是中心法則中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)?！笔┮还榻B說(shuō)，在DNA上，起到“合成蛋白質(zhì)”作用的編碼部分與非編碼部分是間隔交錯(cuò)的，只有通過(guò)剪接體把不需要的部分去除，把編碼部分拼接，生成成熟信使RNA，才能進(jìn)一步翻譯蛋白質(zhì)。

然而，這個(gè)重要環(huán)節(jié)卻常常出錯(cuò)，引發(fā)諸多疾病。

資料顯示，人類35%的遺傳紊亂與剪接體直接相關(guān)，諸多疾病也由此而生，例如老年癡呆、慢性淋巴細(xì)胞性白血病、脊髓型肌肉萎縮癥等。

自1997年“剪接現(xiàn)象”首次被發(fā)現(xiàn)至今，剪接體的原子結(jié)構(gòu)解析，成為世界頂級(jí)實(shí)驗(yàn)室的攻堅(jiān)對(duì)象，終因其復(fù)雜性、難度巨大，無(wú)法突破。

也就是說(shuō)，20年間沒人看見過(guò)剪接體的模樣，在結(jié)構(gòu)決定功能的生命科學(xué)世界里，這就很難解釋它的發(fā)病機(jī)理，藥物研究更是無(wú)從談起。

“我們的工作，就是首次呈現(xiàn)出了接近原子尺度的剪接體三維結(jié)構(gòu)，以及它進(jìn)行剪接的工作機(jī)理?！笔┮还f(shuō)，“這項(xiàng)研究成果的意義，很可能超過(guò)我過(guò)去25年科研生涯中所有研究成果的總和?！?/p>

“剪接體是細(xì)胞內(nèi)最后一個(gè)被等待解析結(jié)構(gòu)的超大復(fù)合體，而這一等待實(shí)在太久了?！鲍@知施一公課題組的最新成果后，2009年諾貝爾生理與醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)得主、哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院教授杰克·肖斯德克發(fā)來(lái)了祝賀郵件。

有權(quán)威學(xué)者認(rèn)為，這一科研成果應(yīng)被諾貝爾獎(jiǎng)委員會(huì)認(rèn)真考慮。

4個(gè)人的6年歷程

冰凍三尺非一日之寒，這一項(xiàng)研究成果并非得于朝夕。

“對(duì)，我是杭婧，是施一公老師研究組成員之一。”如果不是親眼所見，很難將眼前這位梳著馬尾、滿目英氣的小姑娘同兩篇Science文章的第一作者聯(lián)系起來(lái)。

更令人驚訝的是，除施一公為“65后”，這個(gè)團(tuán)隊(duì)的其他成員都是“85后”。據(jù)杭婧介紹，這兩篇文章還有另外兩個(gè)第一作者，分別是清華大學(xué)生命學(xué)院博士閆創(chuàng)業(yè)、醫(yī)學(xué)院博士萬(wàn)蕊雪，其中閆創(chuàng)業(yè)最長(zhǎng)30歲，而她26歲，萬(wàn)蕊雪只有25歲。

全世界的科學(xué)家都在發(fā)力，為何幸運(yùn)之神眷顧這個(gè)4人團(tuán)隊(duì)。

施一公對(duì)《民生周刊》記者表示，研究剪接體的想法肇始于10年前，“那時(shí)候條件不成熟，也沒有足夠的勇氣?！?009年決心涉足該領(lǐng)域，原因在于條件趨于成熟。

“我的課題組，兩個(gè)專門做純化，一個(gè)做計(jì)算，他們年紀(jì)輕，但技術(shù)過(guò)硬。 而且我們還有亞洲第一臺(tái)調(diào)試成功、穩(wěn)定運(yùn)行的冷凍電鏡平臺(tái)，這些都為我們的成功打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。”施一公說(shuō)。

談及他們?nèi)绾喂タ耸澜缂?jí)難題，施一公認(rèn)為，研究中最重大的突破在于樣本的準(zhǔn)備。

首先，實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)通過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)、篩選并結(jié)合大量文獻(xiàn)資料的查閱，最終選擇了裂殖酵母作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，而后純化樣本：在液體狀態(tài)下，迅速把它冷凍起來(lái)，“就像科幻片中把人冷凍起來(lái)再讓其復(fù)活一樣”，通過(guò)純化步驟， 最大程度地保持樣本的原狀。另外，純化手段的優(yōu)化、后期有助于提高圖像分辨率的算法也是該研究重要?jiǎng)?chuàng)新和突破。

“那是黑夜中的尋找?！?杭婧這樣形容她在樣品制備階段的日子。

施一公一直強(qiáng)調(diào)“沒有他們?nèi)齻€(gè)，無(wú)法獲得這一成果”，僅以模型搭建為例，其他實(shí)驗(yàn)室半年的工作，他們一個(gè)月就完成，這除了對(duì)化學(xué)有很深的理解外，還需要極強(qiáng)的判斷能力和高強(qiáng)度的工作量。

就在課題組處在攻堅(jiān)階段時(shí)，來(lái)自劍橋大學(xué)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室的一個(gè)課題組宣布，將剪接體組裝過(guò)程中一個(gè)前體復(fù)合物的分辨率提高到了5.9埃（1埃為十億分之一米）。

盡管科研道路上只有第一沒有第二，施一公團(tuán)隊(duì)沒有被危機(jī)感困住，樣品出來(lái)后，不是最佳狀態(tài)，施一公堅(jiān)持讓學(xué)生們繼續(xù)試，“最多就是失敗，怕什么？”一個(gè)目標(biāo)，原以為高不可攀，到他跟前時(shí)卻勢(shì)如破竹。

4月初，與劍橋大學(xué)課題組不同，施一公團(tuán)隊(duì)不僅將精度從5.9埃提高到了3.6埃，而且解析的對(duì)象是真正的剪接體，這是人類第一次在近原子分辨率上看到剪接體的細(xì)節(jié)，并闡述剪接反應(yīng)進(jìn)行的分子機(jī)制。

6月18日凌晨2：20，杭婧更新微信：“算一算，已經(jīng)連續(xù)工作四十二個(gè)小時(shí)未眠。人生能有幾回搏？”

正是這3位年輕人，在施一公的帶領(lǐng)下，在擅長(zhǎng)的領(lǐng)域里把自己做到極致。

用科研成果促進(jìn)改革

當(dāng)被問(wèn)及這項(xiàng)成就能否斬獲諾貝爾獎(jiǎng)時(shí)，施一公說(shuō)：“關(guān)注還有什么問(wèn)題沒解決，比獲獎(jiǎng)有意思?！?/p>

作為基礎(chǔ)科學(xué)領(lǐng)域的重要成果，要被公眾感知到其價(jià)值還需要一個(gè)過(guò)程。“該成果是生命科學(xué)領(lǐng)域基礎(chǔ)研究的突破，距離治療疾病的實(shí)際應(yīng)用還有很大距離。”施一公解釋，疾病、制藥等后續(xù)研究還需要其他專家、工作組根據(jù)其興趣跟進(jìn)。

整個(gè)8月，對(duì)于施一公來(lái)說(shuō)意義非凡，一個(gè)月內(nèi)，先是破解世界級(jí)難題，后又被任命為清華大學(xué)副校長(zhǎng)。

當(dāng)然，施一公在其他很多方面也是建樹頗豐。除了清華大學(xué)副校長(zhǎng)身份外，掛在施一公身上的頭銜有4個(gè)：中國(guó)科學(xué)院院士、美國(guó)國(guó)家科學(xué)院外籍院士、美國(guó)藝術(shù)與科學(xué)院院士和歐洲分子生物學(xué)組織外籍成員；在所獲榮譽(yù)方面，他獲得的世界頂級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)有5個(gè)。

在學(xué)術(shù)界，施一公被譽(yù)為是“大?！?，到底有多牛？

通過(guò)Scopus數(shù)據(jù)庫(kù)分析顯示，自1995年起至今，施一公總共發(fā)表重量級(jí)論文167篇，其中發(fā)表在全球公認(rèn)的四大頂尖學(xué)術(shù)期刊《Nature》、《Science》、《Cell》和《PNAS》正刊上的就有63篇。另外，施一公2008年回國(guó)后，以清華大學(xué)為第一單位發(fā)表的論文就高達(dá)60篇，值得一提的是，最近兩年來(lái)，其以清華大學(xué)為第一單位，在四大頂尖期刊上發(fā)表的頂級(jí)論文有13篇，甚至完全超越他在國(guó)外時(shí)的成就。

今年8月19日，教育部人事司發(fā)布，擬任命施一公為清華大學(xué)副校長(zhǎng)的信息，該信息同時(shí)在清華大學(xué)校內(nèi)網(wǎng)上公示，公示時(shí)間為8月20日至26日。

“上施老師的課很過(guò)癮，中途幾乎沒有茶歇，沒人愿意走出去?！币晃簧鼘W(xué)院的本科學(xué)生這樣對(duì)記者表示，“他有智慧，對(duì)他當(dāng)選清華大學(xué)副校長(zhǎng)很期待。”

2010年，施一公曾公開表示，他歸國(guó)的理想是：首先，從事教育，影響一批年輕人；其次，在清華建立一個(gè)世界一流的結(jié)構(gòu)生物學(xué)中心、一個(gè)世界一流的高級(jí)人才培養(yǎng)和尖端生命科學(xué)研究基地，與大家一起努力發(fā)展中國(guó)的生命科學(xué)和基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究；第三，與一批志同道合的朋友一起推動(dòng)我國(guó)科教體制的改善。

不過(guò)，回國(guó)后的他并非一路坦途。例如2011年，施一公和好友——北大生命科學(xué)院前任院長(zhǎng)饒毅，在中科院院士評(píng)選中雙雙出局。不過(guò)，這絲毫不影響他在教學(xué)與科研上前進(jìn)的腳步。

關(guān)于給學(xué)生上課，施一公說(shuō)：“我每年在清華大約有100節(jié)課，這是雷打不動(dòng)的?！?/p>

擔(dān)任清華大學(xué)副校長(zhǎng)之后，施一公將負(fù)責(zé)國(guó)際工作。他認(rèn)為，要改善國(guó)內(nèi)科研環(huán)境，他能做的就是通過(guò)在研究上做出成果，影響體制進(jìn)一步得到改善。

“無(wú)論行政職務(wù)如何變化，教學(xué)和科研是不會(huì)丟的，這是給自己的交代?！笔┮还f(shuō)，生命就是體驗(yàn)，既然體驗(yàn)只有一次，何不做到極致？