來源：文匯報 2015-9-13 郭禮和
8月21日，清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院施一公教授帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊關(guān)于剪接體三維結(jié)構(gòu)、RNA剪接的分子結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)重大研究成果的兩篇論文，同時被美國《科學(xué)》雜志在線發(fā)表。
這是中國科學(xué)家在本土做出的又一項(xiàng)“可能得諾貝爾獎”的工作。生命科學(xué)領(lǐng)域的這一重大原創(chuàng)性突破，標(biāo)志著人類對生命過程和本質(zhì)的理解，往前邁進(jìn)了關(guān)鍵一步。
什么是剪接體
剪接體實(shí)際上是蛋白核酸的復(fù)合體，可以歸為細(xì)胞器，其大小約等于60個S（離心沉降單位），其功能主要是對前體信使核糖核酸（pre-mRNA）進(jìn)行加工，去除插在編碼序列中間的非編碼序列（所謂“內(nèi)含子”），使所有編碼序列（所謂“外顯子”）連貫起來，以便產(chǎn)生成熟的信使核糖核酸（mRNA）。
剪接體的加工場所位于細(xì)胞核內(nèi)，然后加工產(chǎn)物（mRNA）與相關(guān)蛋白結(jié)合，成為核蛋白體，再運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞質(zhì)里與蛋白質(zhì)合成工廠——核糖核蛋白體結(jié)合，用來指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成。
遺傳信息傳遞中心法則就是：首先，將DNA遺傳信息轉(zhuǎn)錄成前體信使RNA（這步稱為“轉(zhuǎn)錄”）；然后，把前體信使RNA加工成成熟的mRNA（這步稱為“剪接”或“加工”）；第三步是將成熟的mRNA輸運(yùn)到細(xì)胞質(zhì)里來指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成（這步稱為“翻譯”）?！稗D(zhuǎn)錄-剪接或加工-翻譯”就是細(xì)胞內(nèi)遺傳信息傳遞的三部曲。
結(jié)構(gòu)生物學(xué)三部曲
從結(jié)構(gòu)生物學(xué)來講，這三步的復(fù)合體應(yīng)該說都很重要。第一步轉(zhuǎn)錄復(fù)合體結(jié)構(gòu)的闡明得到了2006年的諾貝爾獎，第三步翻譯復(fù)合體的結(jié)構(gòu)研究工作在2009年也得到了諾獎。作為第二步的剪接體結(jié)構(gòu)研究工作成果，從常理上來講也應(yīng)獲得諾貝爾化學(xué)獎，這樣才能算作完整的三部曲。但是不確定性在于，第二步中還有一個更基本現(xiàn)象闡明的工作，即基因編碼連續(xù)和不連續(xù)性現(xiàn)象及其機(jī)理的揭示。
人們開始認(rèn)為，基因在DNA上的編碼序列是連續(xù)的，就像文章中的句子是完整的（句子意思表達(dá)完整，句子中間不存在廢話），這種基因編碼連續(xù)性在原核生物（細(xì)胞內(nèi)部不存在細(xì)胞核，例如細(xì)菌等生物）是真實(shí)的。后來在真核細(xì)胞生物里（具有細(xì)胞核的生物，例如動植物）恰恰不是這樣，發(fā)現(xiàn)在DNA上的基因編碼序列是不連續(xù)的，內(nèi)部不同部位插入了許多不編碼的核酸序列（稱謂“內(nèi)含子”）。
基因轉(zhuǎn)錄成前體信使RNA產(chǎn)物包含了許多“內(nèi)含子”，就像寫出的句子里含有許多廢話，造成語句不通。前體mRNA需要剪接體將這些“內(nèi)含子”剪出，同時將編碼序列（外顯子）中心連接起來，形成成熟的mRNA。也就是將句子里的廢話剔除，使句子意思表達(dá)清晰。
為什么生物從原核進(jìn)化到真核，基因內(nèi)會出現(xiàn)許多“內(nèi)含子”？這一現(xiàn)象的生物學(xué)意義是什么？后來發(fā)現(xiàn)“可變剪接體”，它可以不按常規(guī)序列剪接，同一前體mRNA可以剪接成不同的成熟mRNA，從而指導(dǎo)不同蛋白質(zhì)的合成。也就是一個基因可以編碼幾個蛋白質(zhì)，從而豐富了基因的內(nèi)涵。這就說明人類基因組的序列分析，雖然基因組只編碼2.5萬個人類基因，但產(chǎn)生的蛋白質(zhì)種類竟有十幾萬之多，增加了生命活動的復(fù)雜性。
同時，這種可變剪接體如不按生理機(jī)能需要剪接，就會產(chǎn)生病理性的蛋白質(zhì)，引起多種疾病。
上述基因編碼不連續(xù)現(xiàn)象及其機(jī)理的研究從1977年已經(jīng)開始，至今已經(jīng)做了大量工作，并取得極其重要的研究成果。
從理論上來講，這些基礎(chǔ)研究顯得更為重要。相比之下，弄清剪接體的結(jié)構(gòu)只是一種技術(shù)層面的重大進(jìn)展，而上面大量的基礎(chǔ)研究成果至今還未獲得諾貝爾獎，若結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究成果先獲諾獎，好像有點(diǎn)不合常理。
得諾獎并非衡量 價值的唯一標(biāo)準(zhǔn)
從科學(xué)史看，得諾獎的工作并非個個重要，有些獲獎成果后來證明弄錯了。同樣，未獲諾獎的研究成果也并非不重要，例如愛因斯坦是因光電效應(yīng)研究而獲諾獎，而不是“相對論”，不能說光電效應(yīng)比“相對論”更重要。
應(yīng)該承認(rèn)，剪接體的結(jié)構(gòu)解析也并非一家之力，國際上至少有近十家單位在做類似工作，只是在分辨率上沒有清華施一公團(tuán)隊做得高。施一公團(tuán)隊這次的工作，也是在前人基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，不是完全的白手起家。其實(shí)很多得諾獎的工作都是同行們不斷努力，是站在前人工作成果基礎(chǔ)上提升的結(jié)果。
回過來看，剪接體結(jié)構(gòu)闡明當(dāng)然很重要，因?yàn)槭侨街械囊徊?，所以無疑也是核心的工作。去年中科院生物物理所把30納米的染色質(zhì)結(jié)構(gòu)搞清楚了，文章也發(fā)表在《科學(xué)》上，也是用冷凍電鏡技術(shù)把結(jié)構(gòu)搞清楚的，其重要性與這次剪接體結(jié)構(gòu)的闡明不相伯仲，這些研究成果誰能獲諾獎，從概率來說還要看運(yùn)氣，還要看諾獎提名委員會成員是否對這些研究成果有興趣。
（作者系中科院上海生化與細(xì)胞研究所研究員）
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