施一公研究组 2015 年 8 月 21 日在《科学》在线发表的两篇论文对分子生物学领域有什么意义？
施一公研究组在2015年8月21日通过《科学》杂志在线发表的两篇重磅论文，可以说是当时分子生物学领域的一颗璀璨明珠，它们的影响深远且多维度，让许多科研工作者至今仍津津乐道。这两项成果，主要聚焦于两个关键的生命过程：剪接体（spliceosome）的结构解析和细胞凋亡（apoptosis）的关键调控机制。
让我们逐一剖析这两篇论文的意义，并力求用最真实、最生动的语言来呈现它们的影响力。
第一篇：剪接体——生命的“精密编辑器”的“三维蓝图”
剪接体，这个在我们细胞核内默默工作的巨大分子机器，可以说是生命信息传递中不可或缺的“剪裁师”。我们基因组中的DNA，并非直接翻译成蛋白质，而是需要经历一个被称为“剪接”的过程，将编码蛋白质的“外显子”（exon）部分连接起来，去除不编码蛋白质的“内含子”（intron）。这个过程的精准度，直接关系到我们能否合成功能正常的蛋白质，进而维持生命的正常运转。
在施一公研究组之前，虽然科学家们对剪接体参与的各种生化反应有了深入的了解，但它到底是如何工作的，其精密的分子结构是怎样的，却一直像是一个巨大的谜团。想象一下，你面前有一个极其复杂的机械装置，你清楚知道它能完成精妙的操作，但你却无法看到它内部的每一个齿轮、每一个连杆是如何精密咬合的。这就是当时剪接体研究的现状。
施一公团队的突破，就在于利用冷冻电镜技术（CryoEM），成功解析了剪接体在不同工作状态下的高分辨率三维结构。这就像是给这个“生命精密编辑器”拍下了一系列高清晰度的“X光片”，而且这些“X光片”还能展示它在不同执行任务阶段的“姿态”。
这项研究的意义，体现在以下几个方面：
从“黑箱”到“透明”的飞跃： 首次为剪接体的完整结构提供了前所未有的细节，科学家们第一次能够清晰地看到构成剪接体的众多蛋白质和RNA分子是如何相互作用，形成如此庞大且复杂的机器。这极大地刷新了我们对这一生命过程分子机制的认知。
揭示了剪接的“硬件”： 论文详细展示了剪接体中关键的RNA分子（如U1、U2、U4/U6和U5 snRNPs）是如何组织起来，以及它们是如何在剪接过程中不断重排、组装和解体的。这就像是首次看到了缝纫机里所有的针、线、梭子以及它们如何协同工作来缝合布料的结构图。
为理解剪接错误导致的疾病提供了基础： 许多疾病，包括癌症、神经退行性疾病和遗传性疾病，都与剪接过程的异常有关。通过理解剪接体的结构和工作原理，科学家们可以更深入地探究这些疾病的分子根源，为开发新的诊断和治疗方法奠定基础。例如，一旦我们知道剪接体在哪个环节出了问题，我们就能更精准地设计药物来纠正这个错误。
推动了冷冻电镜技术在生物大分子结构解析中的应用： 这项研究是冷冻电镜技术在解析超大、复杂、动态分子机器方面取得里程碑式进展的又一有力证明。它激励着全球的科学家们利用这项技术去探索更多生命体系中的巨大奥秘，加速了许多以往难以攻克的结构生物学难题的解决进程。
简单来说，施一公团队就像是给分子生物学界带来了一份“剪接体的建筑蓝图”，而且这份蓝图是动态的、多角度的，让我们第一次真正理解了这个生命过程中至关重要的“组装流水线”是如何运作的。
第二篇：细胞凋亡——生命的“自杀程序”是如何被精妙调控的
细胞凋亡，又被称为程序性细胞死亡，是生命体维持健康和稳态不可或缺的生理过程。它就像是身体内部的“自我清理机制”，能够有序地清除衰老、受损或有害的细胞，防止它们对身体造成不良影响。想象一下，一个精密的城市需要有定期的“拆迁”和“重建”来保持活力，细胞凋亡就是细胞层面的“拆迁队”。
然而，细胞凋亡的启动和执行过程极其复杂，涉及到一系列精密的分子信号传递和蛋白质激活。尤其是一些关键的凋亡抑制蛋白，它们就像是“刹车片”，能够阻止细胞过早死亡。理解这些抑制蛋白如何发挥作用，以及它们是如何被激活或失活，对于理解癌症（细胞凋亡受阻导致失控增殖）和神经退行性疾病（细胞凋亡过多导致细胞死亡）等都至关重要。
施一公团队的另一项工作，聚焦于线粒体外膜通透性转换孔（mPTP）的激活机制。mPTP是细胞凋亡过程中一个非常关键的“开关”，一旦它打开，就会导致线粒体功能紊乱，释放出促凋亡因子，最终引发细胞死亡。之前，科学家们知道mPTP的开放与电压依赖性阴离子通道家族蛋白（VDAC）、腺嘌呤核苷酸转运蛋白（ANT）以及磷酸肌酸激酶（CPK）等多种蛋白质的相互作用有关，但具体是哪些蛋白质在何时何地，以何种方式相互作用来控制这个“开关”，其分子机制一直笼罩在迷雾之中。
这项研究的意义，在于它首次解析了与mPTP组装相关的关键蛋白质复合物的结构。
揭示了细胞凋亡的“启动按钮”的精细调控机制： 通过解析这些蛋白的结构，研究人员得以窥见mPTP是如何在特定的信号刺激下（例如氧化应激或钙离子过载）被组装起来，形成一个能够允许物质跨膜运输的通道。这就像是首次看到，按下哪个按钮，会启动城市的“拆迁警报”。
阐明了凋亡抑制蛋白的分子作用模式： 论文深入剖析了某些蛋白质（例如心磷脂）在mPTP组装和功能中的作用，它们可能起着支架或调节剂的作用。理解这些蛋白如何影响mPTP的开放与关闭，对于理解为什么某些细胞在压力下能够存活下来，而另一些细胞则会“自杀”至关重要。
为开发抗凋亡或促凋亡药物提供了新的靶点： 许多疾病的治疗都与调控细胞凋亡有关。例如，在癌症治疗中，我们希望诱导癌细胞凋亡；而在某些心脏疾病或神经系统疾病中，我们则希望抑制细胞的过度死亡。这项研究揭示的mPTP调控机制，为科学家们设计针对这些靶点的药物提供了明确的分子基础。
拓展了我们对线粒体功能的认知： 线粒体不仅是能量生产的“发电厂”，更是细胞凋亡信号的汇聚中心。这项研究加深了我们对线粒体在细胞命运决定过程中扮演的关键角色的理解。
总而言之，这两篇论文的发表，是施一公团队在生命科学领域进行基础研究的又一次重大突破。它们不仅在技术层面（冷冻电镜）和概念层面（结构与功能关联）实现了重要的飞跃，更重要的是，它们为我们理解生命中最基本、最核心的两个过程——遗传信息的精确传递和细胞命运的严谨调控——提供了前所未有的分子细节和理论依据。这两项成果的发表，无疑为整个分子生物学研究领域注入了新的活力，也为解决一系列与人类健康息息相关的重大疾病提供了新的希望和方向。
让我们逐一剖析这两篇论文的意义，并力求用最真实、最生动的语言来呈现它们的影响力。
第一篇：剪接体——生命的“精密编辑器”的“三维蓝图”
剪接体，这个在我们细胞核内默默工作的巨大分子机器，可以说是生命信息传递中不可或缺的“剪裁师”。我们基因组中的DNA，并非直接翻译成蛋白质，而是需要经历一个被称为“剪接”的过程，将编码蛋白质的“外显子”（exon）部分连接起来，去除不编码蛋白质的“内含子”（intron）。这个过程的精准度，直接关系到我们能否合成功能正常的蛋白质，进而维持生命的正常运转。
在施一公研究组之前，虽然科学家们对剪接体参与的各种生化反应有了深入的了解，但它到底是如何工作的，其精密的分子结构是怎样的，却一直像是一个巨大的谜团。想象一下，你面前有一个极其复杂的机械装置，你清楚知道它能完成精妙的操作，但你却无法看到它内部的每一个齿轮、每一个连杆是如何精密咬合的。这就是当时剪接体研究的现状。
施一公团队的突破，就在于利用冷冻电镜技术（CryoEM），成功解析了剪接体在不同工作状态下的高分辨率三维结构。这就像是给这个“生命精密编辑器”拍下了一系列高清晰度的“X光片”，而且这些“X光片”还能展示它在不同执行任务阶段的“姿态”。
这项研究的意义，体现在以下几个方面：
从“黑箱”到“透明”的飞跃： 首次为剪接体的完整结构提供了前所未有的细节，科学家们第一次能够清晰地看到构成剪接体的众多蛋白质和RNA分子是如何相互作用，形成如此庞大且复杂的机器。这极大地刷新了我们对这一生命过程分子机制的认知。
揭示了剪接的“硬件”： 论文详细展示了剪接体中关键的RNA分子（如U1、U2、U4/U6和U5 snRNPs）是如何组织起来，以及它们是如何在剪接过程中不断重排、组装和解体的。这就像是首次看到了缝纫机里所有的针、线、梭子以及它们如何协同工作来缝合布料的结构图。
为理解剪接错误导致的疾病提供了基础： 许多疾病，包括癌症、神经退行性疾病和遗传性疾病，都与剪接过程的异常有关。通过理解剪接体的结构和工作原理，科学家们可以更深入地探究这些疾病的分子根源，为开发新的诊断和治疗方法奠定基础。例如，一旦我们知道剪接体在哪个环节出了问题，我们就能更精准地设计药物来纠正这个错误。
推动了冷冻电镜技术在生物大分子结构解析中的应用： 这项研究是冷冻电镜技术在解析超大、复杂、动态分子机器方面取得里程碑式进展的又一有力证明。它激励着全球的科学家们利用这项技术去探索更多生命体系中的巨大奥秘，加速了许多以往难以攻克的结构生物学难题的解决进程。
简单来说，施一公团队就像是给分子生物学界带来了一份“剪接体的建筑蓝图”，而且这份蓝图是动态的、多角度的，让我们第一次真正理解了这个生命过程中至关重要的“组装流水线”是如何运作的。
第二篇：细胞凋亡——生命的“自杀程序”是如何被精妙调控的
细胞凋亡，又被称为程序性细胞死亡，是生命体维持健康和稳态不可或缺的生理过程。它就像是身体内部的“自我清理机制”，能够有序地清除衰老、受损或有害的细胞，防止它们对身体造成不良影响。想象一下，一个精密的城市需要有定期的“拆迁”和“重建”来保持活力，细胞凋亡就是细胞层面的“拆迁队”。
然而，细胞凋亡的启动和执行过程极其复杂，涉及到一系列精密的分子信号传递和蛋白质激活。尤其是一些关键的凋亡抑制蛋白，它们就像是“刹车片”，能够阻止细胞过早死亡。理解这些抑制蛋白如何发挥作用，以及它们是如何被激活或失活，对于理解癌症（细胞凋亡受阻导致失控增殖）和神经退行性疾病（细胞凋亡过多导致细胞死亡）等都至关重要。
施一公团队的另一项工作，聚焦于线粒体外膜通透性转换孔（mPTP）的激活机制。mPTP是细胞凋亡过程中一个非常关键的“开关”，一旦它打开，就会导致线粒体功能紊乱，释放出促凋亡因子，最终引发细胞死亡。之前，科学家们知道mPTP的开放与电压依赖性阴离子通道家族蛋白（VDAC）、腺嘌呤核苷酸转运蛋白（ANT）以及磷酸肌酸激酶（CPK）等多种蛋白质的相互作用有关，但具体是哪些蛋白质在何时何地，以何种方式相互作用来控制这个“开关”，其分子机制一直笼罩在迷雾之中。
这项研究的意义，在于它首次解析了与mPTP组装相关的关键蛋白质复合物的结构。
揭示了细胞凋亡的“启动按钮”的精细调控机制： 通过解析这些蛋白的结构，研究人员得以窥见mPTP是如何在特定的信号刺激下（例如氧化应激或钙离子过载）被组装起来，形成一个能够允许物质跨膜运输的通道。这就像是首次看到，按下哪个按钮，会启动城市的“拆迁警报”。
阐明了凋亡抑制蛋白的分子作用模式： 论文深入剖析了某些蛋白质（例如心磷脂）在mPTP组装和功能中的作用，它们可能起着支架或调节剂的作用。理解这些蛋白如何影响mPTP的开放与关闭，对于理解为什么某些细胞在压力下能够存活下来，而另一些细胞则会“自杀”至关重要。
为开发抗凋亡或促凋亡药物提供了新的靶点： 许多疾病的治疗都与调控细胞凋亡有关。例如，在癌症治疗中，我们希望诱导癌细胞凋亡；而在某些心脏疾病或神经系统疾病中，我们则希望抑制细胞的过度死亡。这项研究揭示的mPTP调控机制，为科学家们设计针对这些靶点的药物提供了明确的分子基础。
拓展了我们对线粒体功能的认知： 线粒体不仅是能量生产的“发电厂”，更是细胞凋亡信号的汇聚中心。这项研究加深了我们对线粒体在细胞命运决定过程中扮演的关键角色的理解。
总而言之，这两篇论文的发表，是施一公团队在生命科学领域进行基础研究的又一次重大突破。它们不仅在技术层面（冷冻电镜）和概念层面（结构与功能关联）实现了重要的飞跃，更重要的是，它们为我们理解生命中最基本、最核心的两个过程——遗传信息的精确传递和细胞命运的严谨调控——提供了前所未有的分子细节和理论依据。这两项成果的发表，无疑为整个分子生物学研究领域注入了新的活力，也为解决一系列与人类健康息息相关的重大疾病提供了新的希望和方向。
网友意见
在科学领域内部的反意见:不希望得诺奖。绝对对中国科学百害无利。施一公靠海外起家，靠巨额经费投入，靠组织团队攻坚而有所成。这种模式完全不符合基础学科在培育人才和普遍性上的要求。但是会使得某些人被打鸡血去强化这一模式。
我国的经济模式根本就不需要这些成果。比如最直接的医药领域，我国有哪些药物用到了这些基因研究成果?我们紧跟国际潮流，可是我们自己却用不上。我们花钱买外国人仪器，研究外国人感兴趣的课题，提升国外期刊的质量，为国外需求做贡献，最终推进国外技术的进步，甚至还会提升外国期刊的影响力，向他们支付出版费，购买阅读版权，甚至为他们的sci检索付费，，，所有这些还都是用我们自己纳税人的钱。这些年来，看国产仪器，比国外差距更大，而不是更小，就是拜这种功利主义科研所赐。
诺奖，对中国乃是毒药，而非甘露。
匿了，省得爱国学生乱喷。
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