清華施一公團(tuán)隊(duì)揭示老年癡呆癥病因
這項(xiàng)成果以長文的形式由英國《自然》雜志于6月29日在線發(fā)表。此前,施一公曾多次受邀在國際會議上作報(bào)告,《自然》、《細(xì)胞》、《科學(xué)》等頂級科學(xué)期刊聽到這一消息后,更是罕見地主動向施一公約稿。
作為世界著名的結(jié)構(gòu)生物學(xué)家,盡管此前已在世界頂級科學(xué)雜志發(fā)表過多篇文章,可施一公認(rèn)為,這是自己“研究生涯中最重要的成果”,也是“單項(xiàng)成果中分量最重的”。
這項(xiàng)成果的取得源自10年前的轉(zhuǎn)型。盡管曾是美國普林斯頓大學(xué)分子生物學(xué)系建系以來最年輕的終身教授和講席教授,可當(dāng)時(shí)37歲的施一公卻陷入學(xué)術(shù)上的“中年危機(jī)”。在細(xì)胞凋亡領(lǐng)域,他的小組是世界上最好的小組之一,回答了該領(lǐng)域大部分重要的結(jié)構(gòu)生物學(xué)問題。他已經(jīng)功成名就,卻下決心“再拼一把”,向新的領(lǐng)域——膜蛋白領(lǐng)域發(fā)起進(jìn)軍。γ分泌酶復(fù)合物就是其中的一個(gè)高地。
施一公在介紹他的研究組成果時(shí)表示,此前的研究表明,阿爾茨海默癥的發(fā)生和大腦中淀粉樣斑塊的形成密切相關(guān)。淀粉樣斑塊是由膜整合蛋白酶復(fù)合物γ分泌復(fù)合酶異常切割“淀粉樣前體蛋白”APP而產(chǎn)生過量易聚集的Aβ42肽所致。
γ分泌酶復(fù)合物可以理解成細(xì)胞膜上的一個(gè)蛋白酶體,或者更通俗地形容為垃圾粉碎機(jī)。它的主要作用是降解細(xì)胞膜上的一些廢物蛋白,把它降解成小的片段,讓人體再吸收、再利用。
獲得γ分泌酶復(fù)合物的三維結(jié)構(gòu)是目前世界生命科學(xué)領(lǐng)域最熱門的研究課題之一,世界上幾十個(gè)實(shí)驗(yàn)室都在“玩命地”科研攻關(guān),但幾十年都未有收獲。
此前,外國科學(xué)家只能將蛋白酶解析到12埃的分辨率,而此次施一公教授對獲得的復(fù)合物樣品進(jìn)行了冷凍鏡分析和數(shù)據(jù)收集,最終獲得了分辨率達(dá)4.5埃的γ復(fù)合物三維結(jié)構(gòu)。施一公對此形象地解釋:“如果說12埃是讓你離100米遠(yuǎn)看一個(gè)饅頭,4.5埃則是離5米遠(yuǎn)看這個(gè)饅頭,希望未來能在10厘米外看這個(gè)饅頭。”
他還表示,此前世界上已在阿爾茨海默癥的功能性方面取得突破,但此次空間結(jié)構(gòu)上的解析還是首次,“這是我職業(yè)生涯上最重要的突破?!?/strong>
之所以能在強(qiáng)手如林的競爭中領(lǐng)先,施一公認(rèn)為除了技術(shù)原因之外,另一個(gè)重要原因就是人。除了施一公和論文的共同第一作者、正在英國MRC分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室從事博士后研究的白曉晨及其導(dǎo)師,在研究的攻堅(jiān)階段,團(tuán)隊(duì)的其他8人都是清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院的在讀博士。
論文的第一作者盧培龍和他的妻子、論文的共同第一作者馬丹都是在4周前剛剛拿到博士學(xué)位。
施一公以百米沖刺來比喻這項(xiàng)研究,他對自己小組的定位是“我們已經(jīng)起跑了,處于領(lǐng)先地位”。但是他也清醒地知道,成果一旦發(fā)布出來,“就是歷史,就是過去?!比绻滩阶苑?,“也許另外一個(gè)組就會超過我們?!?
在今天上午的發(fā)布會結(jié)束后,“我們的學(xué)生回去又要拼命了。我們會全力以赴,希望能第一個(gè)沖線?!彼f。
“阿爾茨海默癥最主要的特征就是失憶。”施一公教授表示,阿爾茨海默癥是一種致死性神經(jīng)退行性疾病。該病多發(fā)于65歲以上的老人,然而也有少見的早發(fā)性病患會提早發(fā)病。隨著現(xiàn)代人壽命的增長,罹患阿爾茨海默癥的人越來越多。美國前總統(tǒng)里根和英國前首相撒切爾夫人都罹患該病。
據(jù)相關(guān)資料顯示,早在2006年,全世界約有2600萬人患有阿爾茨海默癥,到2050年估計(jì)全球每85人就有1人罹患該病。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),我國目前約有500萬阿爾茨海默癥患者,占世界的四分之一。
施一公教授表示,他們所研究的人源γ分泌酶復(fù)合物的精細(xì)三維結(jié)構(gòu),是阿爾茨海默癥的基礎(chǔ)研究,但距臨床應(yīng)用還有很長一段距離。
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