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【果壳网专访】新科诺奖得主阿齐兹·桑贾尔:修理DNA的人

起初,你是一个小小的受精卵。虽然那时的你只有一个针尖大小,但已经携带了属于你的全部遗传信息。现在的你是它经过了数十万亿次分裂的产物,但你的遗传物质仍然和孕育之初几乎一模一样。

然而,控制我们遗传信息的生物分子DNA,面临的却是“内忧外患”交加的环境:紫外线辐射、活性分子、化学过程中的随机错误,经历了数十年的复制,遗传信息早该面目全非。DNA分子到底是如何修复这些错误的?是什么让你始终是你?这就是2015年诺贝尔化学奖得主阿齐兹·桑贾尔(Aziz Sancar)关心的问题。

1973年,德克萨斯大学达拉斯分校迎来了一位远赴重洋、攻读生物化学学位的博士新生——出生于土耳其萨武尔镇的27岁青年阿齐兹·桑贾尔(Aziz Sancar)。仅仅在一年前,他还是故乡的一位乡村医生。然而,早在他在伊斯坦布尔大学攻读医学学位时,他就知道他想做的不仅仅是医学工作,而是探根溯源,理解疾病与生命背后的机制。

故事就从这里开始。在博士期间,桑贾尔克隆表达了修复DNA紫外线损伤的光修复酶;博士毕业后,他在耶鲁大学担任实验室技术员,开始从事核苷酸切除修复方面的研究。这两种机制成为了他研究生涯的关键词。在北卡罗来纳大学任教期间,他与同事们一起阐明了核苷酸切除修复机制的细节,并率先证明光修复酶的同源蛋白——隐花色素是控制生物钟的核心。凭借这些结果,桑贾尔被授予了2015年的诺贝尔化学奖。最近,桑贾尔还将这两个关键词联系了起来:他发现,生物钟能够调控核苷酸切除修复的活性,进而可能对皮肤癌的发生概率产生影响。

正在修复DNA紫外线损伤的光修复酶。图片来源:nobelprize.org

拥有美国和土耳其双重国籍的桑贾尔是土耳其历史上第一位诺贝尔奖得主,果壳网科学人邀请到了他实验室的博士后胡晋川,委托他对桑贾尔进行深度专访。诺奖得主也愁拿不到offer? 研究生涯中有哪些苦与乐?有没有想到自己会得奖,奖金打算怎么花?对发表论文的影响因子有什么看法?接下来,我们就与大家分享他的故事。

“五点打电话来是几个意思?!”

果壳网科学人:你是怎么预测今年的诺贝尔奖得主的?你想到过自己会得诺贝尔奖么?

阿齐兹·桑贾尔今年我没有想过谁会得奖,往年我通常会想,但今年没有。我没想到自己今年会得奖,因为过去30年以来,我也提名过别人,一般来说诺奖提名时需要提供简历,我会向被提名人索要简历。过去两三年来,没人问我要过简历,所以我并不知道我被提名了。尽管我没想到今年会得奖,但有人告诉我,我和我的同事们的工作是诺奖级别的。事实上,三年前,一位在斯坦福大学工作的杰出科学家(I. Robert Lehman,今年另一个诺贝尔奖得主保罗•莫德里奇的博士导师)曾写信给我,说他觉得如果诺贝尔奖颁给DNA修复领域,我会是最靠前的候选人。这就是(我所知道的)有科学家谈论我和诺贝尔奖的事情。

果壳网科学人:收到诺奖委员会打来的电话时,你正在做什么?

阿齐兹·桑贾尔当时是早上五点钟,我正在睡觉。是我妻子接的电话,她是个德克萨斯人,德州人都特别心直口快,所以她就问电话对面的人,你知道现在几点了吗?!五点打电话来是几个意思?!对方说,我们真的需要和阿齐兹•桑贾尔谈谈,这非常重要,所以她把我叫醒了。他们告诉我我获得了诺贝尔化学奖。

果壳网科学人:奖金准备怎么花?

阿齐兹·桑贾尔我和我妻子在学校附近办了一个土耳其中心(Carolina Turk Evi),为土耳其访问学者和学生提供服务。我们会把钱用在这上面。

桑贾尔与妻子格温创办的土耳其中心,为土耳其学生提供住所。图片来源:http://www.carolinaturkevi.org/

果壳网科学人:DNA一直是诺奖的热门话题。你觉得今年的奖项会对这个领域的研究有什么影响?

阿齐兹·桑贾尔我觉得诺奖颁给DNA修复领域能激发许多科学家对这方面的兴趣,特别是对DNA修复在癌症化疗领域的应用。

“我希望能从科学的角度理解疾病的根源”

果壳网科学人:你原先拿的是医学学位,为什么对生物化学发生兴趣了呢?

阿齐兹·桑贾尔医生按标准程序操作,但并不研究背后的机制。我希望能从科学的角度理解疾病的根源。

年轻时的阿齐兹·桑贾尔;他曾经还差点入选土耳其国家青年足球队。图片来源:www.bridgetoturkiye.org

果壳网科学人:你是怎么听说光修复酶的?做博士后时为什么没有继续研究光修复酶?

阿齐兹·桑贾尔我第一次听说光修复酶是在刚来美国的时候。光修复酶能修复紫外线带来的DNA损伤,它是由科学家斯坦•鲁伯特(Stan Rupert)发现的,我当时有幸在他的实验室工作,并在他的指导下拿到了博士学位。博士毕业之后,我想继续从事有关DNA修复的研究,我的指导老师建议我研究DNA修复的其他领域,所以我就申请了这个领域的其他大实验室,但我申请的三个实验室都没有给我offer.一个朋友告诉我耶鲁大学有个实验室正在招人,所以我就申请了迪恩•鲁珀(Dean Rupp)的实验室,他招的其实是技术员,而不是博士后,所以严格意义上说我的身份是技术员,但我从事着独立的研究。我并不想在博士后阶段研究光修复酶,因为我想要拓宽一下自己的眼界,了解DNA修复的其他领域。而且我也不想和我的导师竞争,他当时还在从事光修复酶的研究。所以我就在耶鲁大学做了核苷酸切除修复方面的研究。

核苷酸切除修复的基本过程。图片来源:nobelprize.org, 果壳网翻译

果壳网科学人:你花了20年时间研究光修复酶的工作机制,这其中最困难的部分是什么?

阿齐兹·桑贾尔当时有报道说大肠杆菌DNA光修复酶没有光吸收的结构,而是一种含有RNA的蛋白质。因此,我花了很长时间来研究它到底是怎么工作的。后来我意识到那篇论文是错误的,并没有含有RNA的光修复酶,我克隆了这个基因。

后来,我在北卡罗来纳大学拿到了教职,开始继续从事光修复酶方面的研究。在那时,我的导师鲁伯特已经退休了,所以不用再担心竞争的问题了。我和我的妻子制备了高质量的光修复酶,并研究了活性机制的细节。

阿齐兹·桑贾尔的妻子格温·桑贾尔也是一位生物化学家,任教于北卡罗来纳大学。图片来源:http://i.hurimg.com/

果壳网科学人:光修复酶,隐花色素和生物钟是怎么联系在一起的?

阿齐兹·桑贾尔当时,我有一位来自台湾的研究生李元凤,她在光修复酶领域做了非常出色的工作。她丈夫也是我的学生,他们是在我的实验室相遇的。她比他早毕业六个月,在等他毕业期间,她告诉我她很想利用这段时间研究人类DNA修复,搞清楚人类到底有没有光修复酶。我同意了。因此,她开始用人类白细胞做实验——血液样本都是实验室同事提供的,其中也包括她丈夫。她在人类白细胞中没有发现光修复酶的活性,所以在1993年,我们发表了文章,提出人类没有光修复酶。但不久后,人类基因组计划发布了部分测序结果,他们发现了一种和光修复酶非常相似的蛋白质(隐花色素)。我们觉得可能是我们弄错了,所以我们研究了这种基因,在这一过程中发现了第二种基因,它们和光修复酶十分相似。我们制造并纯化了这种蛋白质,并没有发现光修复酶的活性。也是在那段时间,我开始研究生物钟,生物钟是由蓝光控制的,而光修复酶是吸收蓝光,因此,我就想到这类蛋白质可能对生物钟有影响,于是我们发表了文章说这种蛋白可能是控制生物钟的元件。后来,通过基因敲除小鼠,我们最终证明了这些蛋白质具有调控生物钟的功能。

果壳网科学人:实验室现在的研究方向是什么? 

阿齐兹·桑贾尔我们现在的研究方向是隐花色素在调控生物钟中的具体作用和分子机制,以及(基因组水平上)详细的DNA损伤和核苷酸切除修复图谱。

“投了50个职位,一个offer也没收到”

果壳网科学人:在你的学术生涯中,最艰难和最快乐的时期分别是什么?

阿齐兹·桑贾尔最艰难的时期是博士后结束后,我到处寻找教职,投了大概50个职位,但一个offer也没有收到.

果壳网科学人:50个?

阿齐兹·桑贾尔没错。幸运的是,北卡罗来纳大学正在寻找一个分子生物学家,他们给了我一个职位。当时(找工作时)压力非常大。

我最快乐的时期是学生和博士后时代,因为不用操心资金申请、拨款的使用,可以一心一意地在实验室做实验。那时,我对研究非常热爱,每天晚上都等不及第二天一早去实验室看结果。

“我有点嫉妒屠呦呦,因为她挽救了数以百万人的生命”

果壳网科学人:中国科学家屠呦呦凭借发现青蒿素获得了今年的诺贝尔医学奖,你对此有什么看法?

阿齐兹·桑贾尔事实上,我有点嫉妒她,因为她挽救了数以百万人的生命。这是她,当然也是中国对全人类的巨大贡献。除此之外,青蒿素是由许多科学家集体发现的,我认为他们都值得获奖,不幸的是,诺奖委员会的规则是奖项不能授予超过三个人。但考虑到越来越多的研究是许多科学家合作完成的,如果诺奖委员会有一天改变规则,我一点也不会吃惊。

果壳网科学人:你的实验室里有四个中国博士后,你对中国学生和中国合作者有什么评价?

阿齐兹·桑贾尔他们都是非常优秀、勤奋、聪明的学生。我也有过不那么成功的中国学生和博士后,但我现在的四个中国博士后都非常出色,我感到十分幸运。我和我的中国同事仲东平有着深厚的友谊和非常好的合作,他在俄亥俄州立大学工作,他就像我的小兄弟。他曾经在另一个诺贝尔奖得主的实验室接受了很好的训练。在很大程度上,是他的工作使我们得以在亚毫微秒的精度理解光修复酶的工作机制。

“太过重视影响因子并不是好事”

果壳网科学人:你在《自然》、《细胞》和《科学》杂志上都发表过论文,但你的许多经典论文都是发表在PNAS和JBC上的。你是怎么看待论文影响因子的问题的?

阿齐兹·桑贾尔我觉得现在的科学界对影响因子、对在《自然》、《细胞》或《科学》这样的杂志上发表文章看得太重了,我觉得这对年轻科学家有着非常不好的影响。我获得诺奖的成果——关于核苷酸切除反应和关于光修复酶的主要文章都是发表在《生物化学杂志》(JBC)上的。我认为,好的文章都会获得应有的评价,不管发表在任何杂志上。论文的价值不在于它发表在什么杂志上,而在于它本身。强调影响因子,强调在《自然》、《细胞》和《科学》发表论文,我认为是对年轻科学家的一种伤害。现在影响因子对申请资金很重要,但我认为资助机构需要重新考虑这个问题,无论谁来问我,我都会这么说。这种风气是错误的。

果壳网科学人:如果你能变成一种酶,你想成为什么酶呢?

阿齐兹·桑贾尔(笑)还是光修复酶吧。(编辑:Jerrusalem

阿齐兹·桑贾尔与学生的合影;最右为本文采访者胡晋川博士。图片由采访者提供。

胡晋川博士在阿齐兹·桑贾尔的实验室做博士后,主要从事DNA修复的研究。

The End

发布于2015-10-28, 本文版权属于果壳网(guokr.com),禁止转载。如有需要,请联系果壳

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胡晋川

北卡罗来纳大学教堂山分校分子生物学博士后

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    Stella.S

    果壳作者

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