被RNA“干扰”的人
相比政府为战争投入的巨额经费,生命科技值得更多的投入。
——克雷格·梅洛
2006年,本报对梅洛和法尔教授以及RNA干扰技术进行了报道。
2007年,本报记者与梅洛进行了面对面的采访。
克雷格·梅洛小档案
梅洛1960年出生于美国罗得岛州。他于1982年获得美国布朗大学(生物化学专业)学士学位;1990年获得哈佛大学(生物学专业)博士学位,并在弗雷德·哈金森癌症研究中心完成了他的博士后研究;1994年起,他任马萨诸塞州立大学医学院分子医学教授,以及霍华德·休斯医学院的研究员。梅洛的实验室主要利用线虫(C.elegans)作为模式生物进行胚胎干细胞分化和发育的研究。
2006年10月,梅洛和美国斯坦福大学的法尔教授因发现RNA干扰(RNAi)机制而荣获2006年度诺贝尔生理学或医学奖。
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2006年的金秋,本报“医学前沿”版曾对2006年度诺贝尔生理学或医学奖的获得者——美国斯坦福大学的安德鲁·法尔(Andrew Z. Fire)教授和美国马萨诸塞州立大学医学院的克雷格·梅洛(Craig Mello)教授,以及他们具有划时代意义的发现——RNA干扰(RNAi)机制进行了详细报道。
2007年的初夏,本报记者很荣幸地在广州对2006年度诺贝尔生理学或医学奖的其中一位得主梅洛教授进行了采访,并通过曾在美国与梅洛教授共事多年的中国科学院广州生物医药与健康研究院张必良研究员,进一步了解了梅洛教授的为人、处事。
梅洛教授此次来华,是应中国科学院广州生物医药与健康研究院的邀请,为中国的科技人员作题为“RNA干扰:从机理到治疗”的学术报告。在报告中,梅洛向观众们展示了一张他和美国副总统切尼的合影,并介绍了他曾向切尼表达过的观点:美国政府因为发动了伊拉克战争,巨额的军费开支使政府不得不将财政向战争倾斜,导致科研经费萎缩,而生命科技值得更多的投入。
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“我还没准备好获奖”
“虽然我有预感可能得奖,但我想我还很年轻,才45岁啊,不可能这么快就得奖的。原本以为10年或20年后才会得奖呢,我真的还没准备好。”
要说起诺贝尔奖这项殊荣的降临,时间得倒退到2006年10月2日梅洛接到获奖通知电话的那个凌晨。
那天凌晨大概三四点时,梅洛像往常一样,习惯性地醒了,他要起床给女儿检查血糖水平。梅洛的小女儿患了1型糖尿病,疼爱女儿的梅洛每天都定时为她检查血糖水平。那天女儿的血糖水平很正常,梅洛放心地走回床边准备再休息一下。这个时候,一阵清脆的电话铃声响起,竟然是来自瑞典诺贝尔奖评审委员会的电话,通知梅洛荣获2006年度诺贝尔奖生理学或医学奖。
梅洛之后跟朋友说,尽管接到通知时是在凌晨,但因为要给女儿检查身体,所以他当时是很清醒的。与历届被电话吵醒而获知自己获得诺贝尔奖的北美科学家相比,“我可能是最清醒的一个,呵呵”。
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但即使是这样,在挂掉电话后,梅洛仍然很难相信自己真的获了奖,“会不会是个玩笑呢?”“虽然我有预感可能得奖,但我想我还很年轻,才45岁啊,不可能这么快就得奖的。原本以为10年或20年后才会得奖呢,我真的还没准备好。”梅洛说。
1990年,曾有科学家给矮牵牛花插入一种催生红色素的基因,希望能够让花朵更鲜艳。但意想不到的事发生了:矮牵牛花完全褪色,花瓣变成了白色!科学界对此感到极度困惑。
类似的谜团,直到法尔和梅洛1998年发现RNA(核糖核酸)干扰机制才得到科学的解释。根据法尔和梅洛的发现,科学家在矮牵牛花实验中所观察到的奇怪现象,其实是因为生物体内某种特定基因“沉默”了。导致基因“沉默”的,就是RNA干扰机制。
张必良博士恰恰就是在1998年到马萨诸塞州立大学医学院进行分子医学研究的。那年3月他去面试时,梅洛和法尔刚刚将后来获得诺贝尔奖的文章投送到《自然》杂志发表。当时梅洛和法尔发现了RNA干扰现象,但还不清楚其确切的作用机理。因为张必良研究的领域是核酶(Ribozyme,catalytic RNA),即RNA的催化机制,梅洛问张必良“双链RNA的基因干扰是否与核酶有关”,当时张必良回答“如果RNA干扰一定要双链RNA,那么RNA干扰就不可能由核酶引起,因为双链RNA不可能形成具有催化活性的三维结构的核酶”。
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之后几年,张必良与梅洛一直共事。因为工作相同,各自的太太又是同行,小孩还同龄,两人逐渐成为很好的朋友,自2000年起,每年两家小孩子的生日Party都在一起举行。张必良回忆说,梅洛与法尔发现RNA干扰机制时,大家就推测可能会获得诺贝尔生理学或医学奖,但大家都没想到这个科学界的至高荣誉会来得这么快,这也充分说明RNA干扰技术的前景和近年来在应用上的广泛影响。
梅洛与法尔的研究开拓了分子生物学中又一个新的领域,也吸引了很多人进入这个领域。张必良本来是做化学合成的,后来从事核酶研究。他说:“因为梅洛的影响,因为对RNA干扰机制感兴趣,我也开始了相关的RNA干扰研究。”
被恐龙骨引入科学世界
“从事科学研究,设定明确的研究目标固然重要,但善于从科研的细节中找到创新的起点也同样价值非凡。”
在面对面的交谈时,梅洛始终给记者以平易近人的学者印象。了解梅洛的朋友都说他不是管理型的学者,实际上他也很少参与管理工作,而是属于那种纯学术型的学者。
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虽然被朋友认为是一位纯学术型的学者,但梅洛并不是那种“书呆子”,他喜欢运动,尤其是喜爱驾驶动力船出海,这可能源于他自小在海边长大。当年他在哈佛大学获得博士学位之后,选择回到马萨诸塞州立大学医学院工作,其中一个原因就是马萨诸塞州立大学医学院离他的出生地——罗得岛州很近,罗得岛州是美国最小的一个州,也是一个美丽的“海洋州”。梅洛买车也喜欢挑大的,要能够拖动他的动力船,以便在空闲时邀上三五好友驾船出海。
获得诺贝尔奖之后,梅洛感觉自己的任务更艰巨了。因为在刚刚知道获得诺贝尔奖时,他收到了很多祝贺电话,但是后来越来越多的来电都是患者及他们的亲友向他询问,希望能通过RNA干扰技术治愈他们或他们亲人所患的疾病。梅洛表示要更努力地工作,开发RNA干扰新型技术,来治疗那些目前被视为绝症的疾病,所以“在这个领域有很多工作要做,需要花费很多时间,我有责任为人类健康作出更大的贡献”。
生于1960年的梅洛是被恐龙骨引入科学世界的。梅洛的父亲是一名古生物学家及一家博物馆的馆长,梅洛童年时经常跟着父亲在美国西部寻找化石。从那时起,他就迷上了远古时代、地球历史和人类生命的起源等问题。
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高中时代,梅洛的兴趣逐渐转移到了基因工程方面。当时科学家克隆了人类胰岛素基因,并将其DNA插入到细菌中,这样就可以人工合成无限多的胰岛素。这一成果为全球数百万糖尿病患者带来了福音。梅洛回忆说:“科学研究能够真正地对人类健康产生影响,这个想法激起了我的兴趣。”
梅洛1982年毕业于罗得岛州的布朗大学,随后于1990年在哈佛大学取得生物学博士学位。完成学业后,梅洛加入西雅图的弗雷德·哈金森癌症研究中心;1994年,他进入马萨诸塞州立大学医学院,成为该校的分子医学教授。就是这样,梅洛开始了他奇妙的分子医学探索之旅。
性格随和的梅洛是那种很好合作的研究人员,但他对学生的要求很严格,他的学生想顺利毕业必须下功夫。据说曾经有不少学生在选择专业时尽管对他的实验室很感兴趣,但一打听到梅洛要求很严格,可能在他手下要花比其他实验室更长的时间才能毕业,就另选其他专业了。
对于年轻的科研人员,梅洛根据他与另一位诺贝尔奖得主法尔愉快的合作经历,以及他对科研的理解寄语说:从事科研工作一定要善于合作,不要闭门造车;科研的思维要发散,不要太固执,要敢于怀疑权威。他还向记者表示,“从事科学研究,设定明确的研究目标固然重要,但善于从科研的细节中找到创新的起点也同样价值非凡”。
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运气与科研
梅洛和法尔的发现具有一定的偶然性,但多少重要的发明、发现不是来自偶然?谈到运气,科学发现很多是运气使然,但运气一定是留给有准备的人。
梅洛和法尔于1998年在《自然》杂志上发表有关发现RNA干扰机制的论文后,被同行称为“近一段时间来分子生物学最激动人心的发现之一”。对于自己的研究成果,梅洛感到既幸运又自豪。
很早以前,就有科学家在植物中观察到了基因“沉默”的现象。法尔和梅洛则首次在线虫身上揭示,基因“沉默”的原因在于RNA干扰。实际上,法尔在接受采访时提到,第一个在线虫中观察到RNA干扰这种特别现象的是康奈尔大学的中国研究生郭苏。1995年,从复旦大学毕业后赴美留学的郭苏在康奈尔大学的肯尼思·坎菲斯(Kenneth Kemphues)教授指导下,试图阻断秀丽新小杆线虫的某个基因表达时,意外地发现反义RNA和正义RNA这两种单链RNA都阻断了该基因的表达。
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但可惜的是,郭苏和坎菲斯一直没能解释这个奇怪现象。直到3年后,当时在卡内基研究所供职的法尔和梅洛才揭开了谜底:在郭苏的实验中,体外转录所得到的RNA污染了微量的双链RNA,而经过纯化的双链RNA能够高效率地阻断相应基因的表达。这,就是RNA干扰机制。
当时,作为合作伙伴的梅洛与法尔在研讨会上通过交流,对郭苏等人的实验结果产生了共同的想法,两位同为学术型的学者通过很好的合作,不仅取得了举世瞩目的研究成果,也成为了科研合作的典范。
郭苏后来曾对此表示:“他们在我们工作的基础上,解释了那个让人迷惑的现象,是一个飞跃……我和坎菲斯教授通过电话,我们的工作在这个奖项中有所贡献,我们为此感到自豪,也都认为法尔和梅洛理应获奖。”
的确,梅洛和法尔的发现具有一定的偶然性,但多少重要的发明、发现不是来自偶然?谈到运气,科学发现很多是运气使然,但运气一定是留给有准备的人。
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梅洛指出,从目前RNA干扰相关研究结果看,以RNA干扰机制为基础的治疗方法疗效很好。梅洛也相信RNA干扰技术会得到更广泛的应用,还将会有更多的以RNA干扰机制为基础的药物被用于临床。
温情的诺贝尔得主:
让孩子保持好奇心
“小时候不要做自己不感兴趣的事,否则将来也不会有大的成就。”
进行学术研究,需要理性思维、严谨态度与求真精神,而在学术界至高荣誉——诺贝尔奖的光环下,记者还感受到了梅洛温情的一面。
他说:“对我来说,最重要的人无疑是我的家人,所以我很能理解那些患者家属的心情。在获得了诺贝尔奖之后,有很多患者及他们的家属都向我表示,希望能通过RNA干扰技术治愈他们或他们亲人所患的疾病,因此,我们研究的步伐不能停下来。我们的团队目前正努力做更多RNA干扰方面的实验室研究,试图开发新型技术,来治疗那些可能被治疗的疾病,所以在这个领域还有很多工作要做,需要花费很多时间。”
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非常重视家庭和小孩教育的梅洛,认为培养下一代非常重要,尤其在教育方面,因此,此次来华作学术交流的梅洛,还抽空去了广州市东风东路小学探访小学生们。
“让孩子就做孩子,必须保持他们的好奇心。”梅洛在面对孩子们的问题“轰炸”时,提醒不要让孩子失去好奇心。从踏进校门的那一刻起,这位诺贝尔奖得主就被孩子们包围了,他们高高地举起签名本和印有梅洛头像的海报。好几次梅洛几乎被挤得站不稳了,但他首先伸出手,扶起扑倒在他身上的孩子。
第一次来中国,梅洛就注意到中国人都很忙碌。“听说孩子们也很辛苦。”梅洛认为,“无论怎样,一切学习和成功都从好奇心开始,所以必须保持孩子特有的好奇心,并将其充分发挥。相反,太多的强制性记忆训练对孩子是不利的,比如在课堂上,就应该多让孩子提问。”“小时候不要做自己不感兴趣的事,否则将来也不会有大的成就。”梅洛的这句话让孩子们鼓起掌来。
后记
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梅洛:期待再次来中国
梅洛博士对中国的生物医药发展寄予了厚望,他认为中国有潜力在生物医药研发领域取得更多的成果。在被问及对中国学者、学生的印象时,他表示在美国的实验室就有中国留学生,他们的勤奋和好学给他留下很好的印象,他也很喜欢中国的学生。在他此次中国行中,中国内地的学者、学生的热情和对科研的热诚都给他留下了深刻的印象。
梅洛是个典型的美国人,热情、开朗。他此前对中国的接触不多,对中国的印象也更多地来自于中国的电影和新闻报道,甚至他还曾犹豫过要不要来中国。但来到中国之后,梅洛对中国的印象特别好,“现在已经很喜欢中国了”,他还希望今后继续在RNA干扰这个领域加强与中国学者的交流和项目合作,推动中国的科研进步。
梅洛很负责,也很好沟通,他此次来华的行程本来只有两站,后来因为很多学校邀请他去作报告,他便增加了到清华大学、中国科技大学作报告的行程,他希望能够借此更多地接触中国的专家和学生,也让更多的人认识RNAi。梅洛表示以后会争取更多的机会来中国,也希望更深入地了解中国。
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梅洛与RNAi
1998年,梅洛教授和法尔教授在线虫中发现一种基因“沉默”现象——它通过双链RNA的介导,高效特异地降解具有同源序列的mRNA,从而导致转录后水平的基因“沉默”,这一过程即为RNA干扰(RNA interference,简称RNAi)。RNAi现象的发现,加速了后基因组时代基因功能的研究步伐,更重要的是,RNAi自身可以应用于临床治疗,有望在未来帮助科学家开发出治疗疾病的新疗法。
梅洛和法尔两人1998年在《自然》杂志上共同发表有关发现RNA干扰机制的论文,当时就被同行公认,“RNAi的研究将是未来10年生物医药研究中最激动人心也最有可能产生丰富成果的领域之一”。美国《科学》杂志连续3年将RNAi技术评为十大科学突破之一,并于2002年将其评为十大科学突破之首。2006年,梅洛和法尔因为发现了RNAi机制而获得该年度诺贝尔生理学或医学奖(详见2006年10月13日《医院周刊》“医学前沿”版)。
一项全新的技术在提出后短短几年就得到诺贝尔奖的青睐和肯定,此前是绝无仅有的,这也足见RNA干扰技术在医学领域的开创性意义和极大的应用前景。
(特别鸣谢中国科学院广州生物医药与健康研究院张必良研究员对本文的贡献!), 百拇医药(刘正午 摄影报道)