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| 鲍迈斯特接受《大公报》访问,分享个人科研故事。 (大公报) |
中评社香港10月28日电/对细胞及其内部成分的认识,是人类研究各种疾病并研发相应药物的基石。细胞运作正常与否,与蛋白质有直接关系,但人体细胞拥有数十亿种蛋白质与其他生物成分,令认识单一蛋白质在原生环境中的结构和相互运动成为难题。
大公报报导,2025年邵逸夫生命科学与医学奖得主沃尔夫冈.鲍迈斯特(Wolfgang Baumeister)研发的冷冻电子断层成像技术(cryo-ET)突破了这一局限,他的尝试开创了原位结构生物学这一领域,有助医学界精准研发药物,造福病人。
沃尔夫冈.鲍迈斯特日前接受《大公报》访问时,分享了自己的科研故事。1980年代,科研界普遍的标准是研究“孤立状态”下的分子,如将蛋白质或多蛋白质复合物纯化,使其与其他细胞成分完全分离。
揪出致神经退化疾病蛋白
鲍迈斯特则有所不同,他曾研究孤立的26S蛋白酶体,认为这种结构活跃的分子应该置于其运作的环境中研究,而那个完整的环境就是细胞,这成为了研究的起点。鲍迈斯特最终克服外界质疑,开发了冷冻电子断层成像技术。
这一技术是一种三维可视化成像技术,使蛋白质、大分子复合物和细胞间隙等生物样本,在自然细胞环境中的存在状态得以呈现。它通过快速冷冻生物样本来保存其细胞或组织结构的原生状态,在样本被缓慢旋转的过程中连续拍摄,再将多视角的二维影像叠合,编制成三维结构。有了样本完整的结构,人们就可以更全面、精确地认识疾病,并研发相应药物。
一种名为“亨丁顿舞蹈症”的神经退化性疾病,正因应用了这种技术,得以定位破坏内质网的亨丁顿蛋白。
动物细胞大小大致10到30微米,而蛋白质平均大小只有25至30纳米,这代表细胞不易被光束穿透成像。为此,鲍迈斯特教授及其团队成功完善了聚焦离子束铣削技术(FIB milling),该技术可将细胞切片至可以进行冷冻电子断层成像分析,这使得原本无法触及的生物学现象变得易于研究。
除此之外,他们还开发了模版比对技术,只要获得新的断层成像图就可以与资料库比对,帮助研究人员在密集的细胞环境中定位并识别大分子复合物的位置和方向。
寄语年轻人“坚持热爱的事”
对于今次获奖,鲍迈斯特直言,获得这个奖项的人选群星荟萃,非常高兴能与杰出的同行并列。他分享了科研历程与心得,称爱上生命科学是源于完成高中生物老师所给的课题。当时没有昂贵的设备,他却依然在观察和统计分析中寻得乐趣,开始将科研视作可以贯穿一生的事业。
在资金短缺、技术落后等困难遍布的科研路上,他与团队花费了多年才第一次看到他们的主要目标分子,观察到细胞从健康状态过渡到疾病状态时分子结构的变化,这令他们十分激动。他寄语年轻的科研工作者:“要做自己真正好奇、有热情的事,并坚持下去。” |