白蕊:要做就做世界级难题

2020-11-30 10:51芸菁瞳
知识窗 2020年11期
关键词:施一公世界级难题

芸菁瞳

2020年2月11日,联合国教科文组织颁布了“世界最具潜力女科学家奖”,全球范围内仅颁给15人,白蕊便是其中之一。在人们的固有印象中,女科学家多半是不苟言笑、神情严肃的老太太,可白蕊是个典型的“90后”,年仅27岁的她个性阳光、积极向上,有股初生牛犊不怕虎的韧劲,常常把恩师说过的一句话挂在嘴边,那就是“要做就做世界级难题”。

倔强:我就是要选择生物!

“这真的是太有趣了!怪不得孩子的血型有时会和父母的血型不一样。”在高中课堂听完老师讲解母代基因和子代基因后,白蕊便对生物学萌生了兴趣。高考填报志愿时,她毫不犹豫地选择了这个专业。可没过多久,她接到了劝退电话,来电者恰恰是与她关系甚密的生物老师。

“生物没有你想得那么有趣,你现在感兴趣的只是从教科书上得来的,真正的研究是枯燥且乏味的。”电话那头,老师苦口婆心地提点白蕊,而她不为所动,说:“我就是想做与生物相关的研究。”老师的劝告仿佛只是打了一剂预防针,让她为枯燥的科研生活做足了心理准备。

高考后,白蕊如愿被武汉大学录取,就读于生命科学学院生物学基地班。可2014年7月的一个下午,一则坏消息传来:她没有通过清华大学暑期夏令营的研究生选拔。情急之下,她冲到时任清华大学生命科学学院院长施一公的办公室毛遂自荐,但施教授仍然没有同意。

之后的数月,白蕊把自己“埋”进书本和实验室里,最终在2014年9月以武汉大學生物学基地班专业排名第一的成绩,通过了清华大学直博生面试,成功拜师施一公。

无畏:世界级难题来了!

进入施一公实验室后,白蕊结识了一群优秀的同门,也接触到了最棘手的难题——剪接体的三维结构与RNA(核糖核酸)剪接的分子机理。研究表明,30%的人类遗传紊乱和多种癌症均与某些基因的错误剪接、剪接体蛋白组分的突变、剪接体的错误调控有关。可由于剪接体的高度动态性,RNA剪接的清晰结构和复杂机理迟迟没有被攻克,以至于该项研究成为当今世界富有挑战性且亟待解决的课题之一。

施一公实验室率先解析了八种主要剪接状态中的一种,但八种状态之间差距甚大,想要逐个攻克绝非易事。更紧迫的是,国内外一共有四个课题组在争分夺秒地研究这个课题,容不得丝毫的松懈。面对空前的压力,白蕊更加激动和兴奋,她说:“要做就做世界级难题!”通过反复研究,她发现在细胞内改造某些RNA剪接过程中的关键蛋白,使得剪接体在细胞内被阻隔在某些特定状态,可以突破剪接体领域的瓶颈。由于这方面几乎没有相关文献和专著可以参考,她只能一边摸索,一边前进。

白蕊每天早上五六点起床去实验室,凌晨十二点才收工返回宿舍,期间她不断优化实验,寻找既不会影响细胞生长,又能将剪接体阻碍在某种瞬变状态的关键蛋白失活体。2016年,白蕊终于找到了最佳的实验方案,首次成功解析了世界上被认为难以捕捉的瞬变状态剪接体(催化后剪接体),并以第一作者的身份在美国《细胞》杂志上发表了该重大成果。

坚持:再憋个大招!

在施一公的支持下,白蕊又着手研究分子量最大的剪接体pre-B complex近原子分辨率的三维结构。这项研究的难度较之前上升了很多个层次,世界上还没有哪位专家或者研究小组能够捕获并解析这个状态下的剪接体,但白蕊知难而进、迎难而上。

白蕊又“憋”在了实验室中,一“憋”就是7个月。从无数次失败的教训中,她发现前人沿用的研究方法存在一定的缺陷,尤其是在提纯手法方面,于是她结合剪接体复合物的特征,运用了更为准确的研究试剂。而科学实验的成败往往取决于一些细枝末节的改变,经过调整和优化各类实验条件,耗费的酵母多达五六百升,制作的培养基更是以吨为量级,白蕊所在的团队离目标越来越近了。2018年1月,白蕊终于成功地解析了这个世界最大、最复杂、最难获得样品的pre-B complex近原子分辨率的三维结构。这项重大成果最终发表在了美国权威期刊《科学》上,这一成就也让20多岁的白蕊再次出现在大众视野中,相关领域的科学家都十分惊讶并赞叹白蕊所做出的成就,很多专家学者纷纷发来祝贺。

如今的白蕊,外表与同龄的女孩无异,不过正如她所言,再也没有比做科研更让她兴奋的事情了。“我想继续做研究,成为一名科学家。我希望能为这个领域作出自己的贡献。”白蕊无比坚定地说道。

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