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对话施一公及其团队:世界级难题是如何破解的

2015-08-24 11:17:46 来源:光明网

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8月21日凌晨,一位德国同行的电话,打乱了清华大学生命科学学院院长施一公的工作计划。这位德国同行,刚刚看到了《科学》在线发表的施一公团队撰写的两篇关于剪接体结构及其工作机理的研究长文。

这几天,有关施一公的“新闻”不断。6天前的8月18日,他的研究团队刚刚在《自然》在线发表了一篇研究长文,首次揭示了分辨率高达3.4埃的人体γ-分泌酶的电镜结构,为理解阿尔茨海默症的发病机理提供了重要基础。翌日,他拟任清华大学副校长的任命,进入公示期。

对话施一公及其团队:世界级难题是如何破解的

施一公团队照片。清华大学供图

然而,这一次,施一公说,这两篇论文带给他的兴奋,超出了过去25年科研生涯的总和。

21日中午,记者第一时间赶到清华大学,与施一公和他的3名85后团队成员展开了一场对话。

“不可能完成的任务”

记者:剪接体结构解析被公认是结构生物学领域的终极难题,你们是如何完成这看似“不可能完成的任务”的?

施一公:要说完成,首先得开始做。这么多年,世界级难题——剪接体结构解析一直摆在那里,结构生物学界所有的科学家都知道。但由于研究它实在是难度太大,而科研方法与技术又相对不成熟,所以,很多科学家都没有冒险进入这个领域。

早在10多年前,我就曾想研究剪接体结构,但也是因为胆量不够,搁置了下来。直到6年前,经过反复的研讨和认真的准备,我终于下定决心,进入这个领域研究。

杭婧(施一公团队成员、清华大学医学院博士研究生):刚刚加入施老师的团队,就被通知要做这样一个“最难”课题,压力很大。我也经常在想,国内外很多强有力的竞争对手,都在这一领域里探索了多年,我们进入的时间不长,没有太多经验,真的能够做好吗?

施一公:我很理解学生们的心情。所以,我就让他们从小处着手,从解析剪接体复合物中的一些重要组成蛋白的结构开始,积累经验、树立信心,逐步接近目标。这些工作渐渐取得了一些成果,例如2014年初,团队首次报道了剪接体复合物中重要组成蛋白Lsm七聚体及其在RNA结合状态下的晶体结构,文章发表于《自然》。但这些成果远远不够。

记者:什么时候开始真正进入剪接体结构的解析?

万蕊雪(施一公团队成员、清华大学医学院博士研究生):去年年底,我们真正开始做剪接体蛋白纯化的工作,我和杭婧查阅了大量的科研文献,做了无数次实验,最后在施老师的指点下,确定选择裂殖酵母作为实验对象。现在看来,这个实验对象找得很准。

施一公:纯化工作做得非常棒。拥有极为成熟的样品处理方法同样很关键。我们可以让蛋白质服服帖帖、性质稳定,成为适合结构解析的样品。这是我们实验室的绝招。

杭婧:的确如此。具体的实验步骤很难用言语表达清楚。不过,这也正是我们实验室的优势所在,可以在前辈的引领下少走弯路。

施一公:我们团队的闫创业改进了计算方法和单颗粒筛选方法,实现了针对局部区域的精细优化,从而计算出了高分辨率的酵母剪接体的冷冻电镜三维重构密度图。这是一种我们针对这个课题专门发展的计算方法。

原标题:对话施一公及其团队:世界级难题是如何破解的

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