坚持做科研不断有进步(科技视点·科技自立自强青年奋勇担当⑦)
西湖大学的实验室里,万蕊雪在做聚合酶链式反应实验。
马崇炎摄
人物简介:
万蕊雪,1990年12月生于河南郑州,西湖大学实验室主任、博士生导师。她以第一作者和共同通讯作者身份在《科学》《细胞》等杂志发表论文10余篇,为解析剪接体三维结构、揭示RNA(核糖核酸)剪接过程的分子机理作出了重要贡献。
万蕊雪刚30岁出头,就为攻克“结构生物学的终极挑战”——剪接体三维结构解析及工作机理作出了重要贡献。2016年,入选中国科协“未来女科学家计划”;2018年,获《科学》杂志以及多家顶级科研机构联合颁发的青年科学家奖。前不久,她又荣获第十七届中国青年科技奖。
迎接“结构生物学的终极挑战”
万蕊雪依然清楚记得,2013年春节一过,她就从广州中山大学赶到北京,到结构生物学家、清华大学教授施一公的实验室做毕业设计——离自己的梦想又近了一步。少年时代,万蕊雪就立下志愿:长大后当一名科学家,通过自己的研究去帮助更多的人!
进入施一公实验室后,在师姐周丽君的指导下,虚心好学的万蕊雪进步非常快。她很快养成了良好的逻辑思维训练能力,能有条不紊地安排实验,实验技巧也日益娴熟。开组会时,她对实验设计、结果分析等提出的意见、建议,让老师和同学们刮目相看。尽管每天早出晚归、很忙很累,她不仅没有觉得苦,反而感觉很开心。
2013年秋季学期开学后,万蕊雪正式成为施一公的直博研究生。在老师的指导下,她致力于结构生物学领域的剪接体研究。
万蕊雪告诉记者,所谓结构生物学,就是用晶体衍射、核磁共振波谱学、冷冻电镜技术等物理学方法,辅之以生物化学和分子生物学方法,从分子乃至原子分辨率的水平上揭示细胞内的蛋白质、核酸、多糖等生物大分子的三维结构,进而探究其功能和工作机理。
生命科学领域有一个著名的“中心法则”,描述存储在DNA(脱氧核糖核酸)里的遗传信息转化为具有各种结构、执行不同功能的蛋白质的过程。这个过程是遗传信息的表达、传递过程,也是生命体中最重要的活动。植物、动物、人等有细胞核的生物,其遗传信息传递过程可分为三步:第一步是转录,即遗传信息从DNA传递到pre-mRNA(前体信使核糖核酸);第二步是RNA剪接;第三步是翻译,即剪接后成熟的mRNA(信使核糖核酸)指导合成蛋白质。这三个步骤,分别由RNA聚合酶、剪接体和核糖体来完成。
“剪接体是催化RNA剪接的重要分子机器,由几十到几百种蛋白质和5条RNA动态组合而成,被称作‘细胞里最复杂的超大分子复合物’。”万蕊雪进一步解释,要想正确去除一个内含子(不含有效信息的蛋白质片段),并连接外显子(含有有效信息的蛋白质片段),剪接体不仅首先要在pre-mRNA上精准地找到需要剪接的位点,还要变换10多个状态才能完成这一过程,其复杂程度超乎想象。她介绍,“每一条前体信使的RNA剪接在时间和空间上都非常精准,一步搞错,基因的表达和传递就会出错。现有研究发现,人类的遗传疾病中,大约有35%是剪接异常或剪接体突变造成的。”
“在‘中心法则’的三个步骤中,第一步的转录和第三步的翻译,此前科学家已经基本研究清楚。而中间的RNA剪接,全世界的科学家搞了几十年都没有攻克。”万蕊雪说,“因此,解析剪接体的三维结构,被称为结构生物学的终极挑战。”
在国际科研竞逐中屡拔头筹