本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点
德国林道—沉闷的细节主导了大多数学术会议,但在第61届诺贝尔奖得主大会上,数百名与会的青年科学家想要并获得了更多——包括职业建议和关于科学实际发生方式的曲折的生动轶事。
伊丽莎白·布莱克本,她与卡罗尔·W·格雷德和杰克·W·绍斯塔克于2009年分享了诺贝尔生理学或医学奖,于6月27日开始了本次活动的标志性环节——诺贝尔奖得主演讲,她以看似轻松但实则精彩的方式概述了她数十年来的努力,以理解染色体末端或端粒DNA的生物学。像这里许多杰出的演讲者一样,她敦促学生们即使在没有人认为答案可以实现或重要的情况下也要追求研究问题,并在整个职业生涯中寻找充满热情的同事。
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“找到那些想要追求他们认为实验室里最有趣的项目,即使这个项目可能不会产生结果的博士生,”她向观众建议道,同时展示了一张格雷德在布莱克本实验室担任研究生时——戴着米老鼠俱乐部帽子的幻灯片。
布莱克本和格雷德的工作包括发现染色体如何被名为端粒的末端帽保护的生物化学机制,以及发现端粒酶及其在维持端粒中的作用。多年来,这位资深研究人员不得不艰难地学习如何与她研究的潜在资助者交谈。
“你不能告诉他们,‘我想我要研究一种新的酶。’那样做不太奏效,”布莱克本说,引起了观众的笑声。
布莱克本还打破了终身教职提供完全自由的神话,这对满屋子的本科生、研究生和博士后研究人员来说都是有价值的信息,他们跨越了学生和科学家的世界。“我当时在研究蛋白质解离的端粒DNA。然后我获得了终身教职和我的研究经费,”她解释说。“我感觉自己真的很勇敢。“我可以做任何我想做的事。我有了终身教职,我有了研究经费。”后来我意识到那不是真的。你不能做所有你想做的事情。”
这位生物学家还提到了她于 1970 年代在诺贝尔奖得主弗雷德·桑格的实验室工作时,从她的研究生物——一种不起眼的池塘原生动物四膜虫(Tetrahymena thermophila)中拼凑出极短 DNA 序列所需的艰苦努力。“你无法相信在那些日子里 DNA 测序有多么不可能,”她说。
她研究了在生物体染色体末端发现的短重复序列,并试图弄清楚为什么 DNA 复制在这些位点效果如此差。当她和她的同事开始了解端粒酶的工作原理时,答案就找到了。
“这听起来好像是从天上掉下来的,或者我们偶然发现了它。但实际上并非如此,”她说。相反,她在一次实验中意外地禁用了端粒酶,并注意到一个意想不到的结果:酶的缺失意味着染色体的逐渐缩短和最终的细胞死亡。
“始终关注生物体正在告诉你的信息,”她建议道。“我并没有在设计实验时考虑到这一点,但结果却回答了你是否需要端粒酶的问题。我无意中做了一个实验,杀死了细胞中酶的活性。这使我能够提出问题,而且看起来好像我计划做这个实验,但我实际上是碰巧做到的。”
她随后的工作继续阐明端粒缩短的细胞现象如何在我们的生命中发挥作用。癌症、肺纤维化、心血管疾病、血管性痴呆、骨关节炎、骨质疏松症、糖尿病、肥胖症和胰岛素抵抗都以端粒缩短为特征。研究人员现在知道,端粒酶在癌细胞中高度活跃。基因突变导致这些细胞过度增殖,以至于它们忽略停止繁殖和进入体内“错误位置”的信号。
最近的进展还表明,不利的童年事件和慢性心理压力,如悲观或敌意,会导致端粒缩短,而教育和锻炼则与端粒延长有关。
布莱克本在总结时,对第 61 届会议关注生物医学作为疟疾、艾滋病和肺结核等疾病的解决方案表达了坚定的立场。“一旦我们解决了这些急性问题和主要的传染病问题,为什么不展望未来十年呢?”她说。“我们还剩下这些其他慢性疾病。我们应该考虑如何看待预防这些疾病的非常复杂的问题。这些是我们在从急性和慢性传染病中幸存下来后将剩下的疾病。”
图片来源:维基共享资源