解讀2015諾貝爾化學:探索未來抗癌新路徑

文章來源：科學網

北京時間10月7日下午，瑞典皇家科學院將今年的“諾貝爾化學”頒發給了三位科學家，以表彰他們對於DNA修復的機理研究。獲獎者分別是來自瑞典的托馬斯？林達爾（Tomas Lindahl）與美國的保羅？莫德裏（Paul Modrich）和土耳其的阿齊茲？桑賈爾（Aziz Sancar）。

其中，托馬斯？林達爾是中國科學院海外特聘研究員。

諾委員會稱，三位科學家從分子水平上揭示了細胞如何修復損傷的DNA以及如何保護遺傳信息，為我們了解活體細胞是如何工作提供了最基本的認識，有助於新癌症療法的開發。

對探索生命本質意義重大

DNA雙螺旋結構被發現后，人們一度認為DNA是固定不變的結構。上世紀七、八十年代，從斯德哥爾摩卡羅琳斯卡醫學院獲得醫學博士學位的托馬斯？林達爾發現，DNA並不像人們想象中的那樣穩定，而是會在紫外線、自由基及其他外部條件影響下發生損傷。但是，DNA的特殊性在於，它是細胞中唯一可以在受損后被修復的分子。正是由於一系列的分子機制持續監視DNA，並及時“修修補補”，我們體內的遺傳物質才免於崩潰瓦解，生命體相的對穩定狀態才得以維持。

中科院北京基因組所研究員楊運桂告訴《中國科學報》記者，“修復”機制確保了維持生命存在的遺傳物質DNA的穩定性，這一機制是維持生命體健康的根本。“可以，托馬斯首先發現了DNA損傷的現象以及修復的機制，都是生命最本質的科學問題。”楊運桂指出。

研究陸續發現，生命體的衰老、癌症和許多重大疾病都和基因組不穩定有關。在北京師範大學生命科學學院教授牛登科看來，深入研究DNA的損傷和修復機理對了解相關疾病的起源、降低某些遺傳病的發病率、降低DNA的損傷率和突變率至關重要。“未來，甚至有望為遺傳病人進行定向的基因治療。”牛登科告訴《中國科學報》記者。

北京大學生命科學學院教授孔道春也表示，在應用方面，DNA修復還將有助於基因檢查，可能突破對癌症的早期診斷和預防的難題。

三種路徑奠定基礎

“從重要性來講，與DNA修復的研究早就該獲獎了。”孔道春，諾桂冠姍姍來遲的原因，可能是因為在這個領域做出過重要貢獻的科研人員實在太多。

孔道春向《中國科學報》記者解釋，上述三位獲獎者分別發現了三種不同DNA損傷的修復路徑：鹼基脫落、鹼基錯配以及嘧啶二聚體，並且最早發現了參與各損傷修復的。這三種路徑的發現，奠定了當今DNA修復領域研究的基礎。

“他們三人不僅做出了開創性的研究，在后續的機理研究中也長期走在世界前沿。”孔道春評價。

例如，除了DNA損傷和修復現象外，托馬斯還發現了多種DNA鹼基切除修復和核酸切除修復重要基因，及這些修復基因的缺陷與人類疾病包括“色性干皮病”、系統性紅斑狼瘡等關聯。這些成果打開了DNA修復研究領域的大門。

在牛登科看來，與發現DNA雙螺旋分子的沃森和克裏克不同，這幾位科學家也許並沒有一篇劃時代的論文，他們獲獎，憑藉的是數十年如一日，在特定領域裏做領先於世界的研究。“每一篇論文都保持較高的質量。”

DNA修復在中國

2005年，楊運桂來到英國癌症研究署從事博士后工作，他的導師便是皇家科學院院士托馬斯？林達爾博士，成為托馬斯的關門弟子。楊運桂向《中國科學報》記者表示，托馬斯不僅是一位名符其實的好學術導師，還是一位傑出的科學管理者。他領導卡萊爾學院（Clare Hall）研究所一共招收了不到20位獨立研究員，就生了10多名英國皇家科學院院士、兩位諾獲得者，包括2001年獲得諾貝爾生理與醫學的蒂姆？亨特（Tim Hunt）。

在楊運桂看來，托馬斯不僅在科學上非常嚴謹，還很關心學生生活的方方面面。“他知道我帶全家在英國工作，特地為我漲工資。”2008年，楊運桂結束了在托馬斯實驗室的博士后生涯。托馬斯告訴他，“我支持你回中國發展，為中國的生命科學基礎研究貢獻你的力量。”

不久后，楊運桂入選中科院“百人計劃”，來到北京基因組研究所建立了自己的實驗室。“從當初建立實驗室到如今的一些科學研究方向和細節，托馬斯一直站在我身后，支持我。”楊運桂對導師的支持表示由衷的感謝。

孔道春與保羅？莫德裏師出同門，雖然他入學時莫德裏早已離開，但他對這位前輩的治學嚴謹也深有耳聞。孔道春：“他們都具備對科學的洞察力和預見性，更善於把握科研的發展方向，總是知道什麼問題最重要、最值得研究。”

目前為止，托馬斯三次來到中國進行學術交流和指導。最近一次在2014年，他來到中國參加第四屆DNA損傷應答與人類疾病國際研討會時，曾向與會者表高度評價了中國學者在該領域中取得的進步。

“國內的學者正在這個生命科學的前沿領域中開展越來越多的原創性研究。”楊運桂，他回國時，國內只有不超過20個研究組開展與DNA修復領域直接相關的研究，如今不少於80余個研究組參與了這個重要前沿基礎領域的研究。