找到破譯生命奧秘的鑰匙

今年3月，世界權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然》雜志推出“中國特刊”，史無前例地以專刊形式介紹一個國家的科技發(fā)展。《自然》雜志主編解釋說：“中國許多領(lǐng)域的研究達(dá)到了國際水平。”

實際上，一批中國科學(xué)家正在努力使得自己離世界科學(xué)前沿更為接近。柯細(xì)松，中國協(xié)和醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院年輕的在讀博士，和他從事生命科學(xué)研究的同學(xué)們，正是這樣一群思維活躍的年輕人。探索性的科學(xué)研究工作并非總是充滿激情，柯細(xì)松和他的同學(xué)們每天在中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究所的醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)國家重點實驗室，進行十?dāng)?shù)小時的試驗，近乎枯燥地、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)夭僮髦?/p>

準(zhǔn)確的說，我是一個在生命科學(xué)領(lǐng)域剛剛?cè)腴T的年輕科研工作者。我原本準(zhǔn)備報考神經(jīng)內(nèi)科碩士，但在復(fù)習(xí)時，分子生物學(xué)的一系列突破性進展讓我震撼。核酸作為遺傳物質(zhì)的確立，遺傳密碼的破譯，基因工程的建立，胚胎克隆技術(shù)的出現(xiàn)，使人們從以往對生命現(xiàn)象在形態(tài)和表型上的表淺描述，迅速深入到在分子水平上對機制的闡明。看到在短短的幾十年時間里，在一個領(lǐng)域里取得如此多激動人心的具有里程碑意義的事件，我的內(nèi)心深處有了一種強烈的沖動。于是研究生就轉(zhuǎn)為生物化學(xué)與分子生物學(xué)專業(yè)，也就此開始了我的夢想。

我一直對生命現(xiàn)象有強烈的好奇心，尤其當(dāng)我對遺傳學(xué)有所了解時，為什么HIV的核酸序列和蛋白結(jié)構(gòu)被闡明了近20年，幾乎每一個堿基和每個氨基酸都被詳盡地予以分析，但人類對艾滋病仍然幾乎沒有辦法？為什么生物醫(yī)學(xué)在研究人類疾病上取得了很大進展，但威脅人類健康的幾種主要疾病死亡率仍無根本性地降低？我開始懷疑是否我們的思維角度太過局限，或者是現(xiàn)有的理論框架存在重大缺陷。這種理念決定了我在探索生命奧秘時的思維方式。于是，我把主攻方向定為非編碼RNA。

DNA是生物的主要遺傳物質(zhì)，上世紀(jì)50年代確立的遺傳中心法則是遺傳信息通過DNA轉(zhuǎn)錄為信息RNA（mRNA），mRNA再翻譯為蛋白質(zhì)而執(zhí)行各種生命功能，這個中心法則是現(xiàn)代生命科學(xué)的基石，統(tǒng)治著整個現(xiàn)代遺傳學(xué)。DNA一直被認(rèn)為是信息儲存介質(zhì)，RNA被當(dāng)做一個信息傳遞的中介（編碼RNA），而不是功能的執(zhí)行者。但近幾年隨著對各種模式生物的大規(guī)模基因組測序發(fā)現(xiàn)，很多高等生物（如人和鼠）的基因組中只有很少量部分（5%）的編碼蛋白，但一半以上可以轉(zhuǎn)錄為RNA；另外，各種生物的復(fù)雜性與他們編碼蛋白的數(shù)量相差甚遠(yuǎn)，這樣，一個非常有趣且非常重要問題就出來了：除了蛋白質(zhì)以外，是不是還有別的重要的功能執(zhí)行者？我們的工作就是想從非編碼RNA上找到答案。

我最初是從被視為垃圾DNA的假基因入手。經(jīng)過大量的文獻(xiàn)查詢和數(shù)據(jù)分析，我驚訝地發(fā)現(xiàn)情況或者并非如此。我開始沿著這一思路用轉(zhuǎn)基因動物的策略來分析假基因的功能。然而我們的工作剛剛開始時，即2003年5月，國際最頂尖的學(xué)術(shù)刊物《自然》雜志發(fā)表了一篇文章，詳細(xì)闡述了假基因通過RNA介導(dǎo)的基因調(diào)節(jié)作用，并配有評論，說這是對以往的關(guān)于假基因的理解的一個重大挑戰(zhàn)。我知道我們的思路是正確的，但是，由于別人已得出結(jié)論，這個試驗我們不得不停止。

與此同時，德國、美國等三個國家科研小組同時報道了一種最新發(fā)現(xiàn)的非編碼RNA（microRNA）。這引起我極大興趣，研究之后我寫了一篇相關(guān)評論，認(rèn)為它可能是在基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中與蛋白質(zhì)同等重要的中心，是機體進行精確調(diào)控的一種高效的手段，它大大拓寬了人們對基因調(diào)控的理解。這篇文章后來被著名自然科學(xué)類雜志 《Curr Opin Chem Biol》在2003年8月發(fā)表，美、英等一些同行也給我發(fā)來郵件進行探討。同時，經(jīng)過大量的計算機分析，我首先預(yù)測了microRNA調(diào)控一類在機體發(fā)育中非常關(guān)鍵的調(diào)控蛋白的表達(dá)這一結(jié)論，我們很快就設(shè)計出實驗，希望能證實這一新穎且關(guān)鍵的結(jié)論。但正當(dāng)實驗開展之時，一篇和我們設(shè)計幾乎完全相同的論文在2004年4月《科學(xué)》雜志上發(fā)表，這篇論文證實了我們的預(yù)測是正確的，但也再一次讓我們停止了一個令人激動的試驗。

在生命科學(xué)領(lǐng)域就是如此，沒有第二，只有第一。而同時，科學(xué)又是開放和共享的，任何一個激動人心的科學(xué)結(jié)論一經(jīng)發(fā)表，會成為下一個第一的基礎(chǔ)。如是，科學(xué)永遠(yuǎn)充滿探索。我常常能感受到這種探索帶給我的動力以及由衷的快樂。現(xiàn)在，有了之前的經(jīng)歷，我更加強烈地相信自己最初的懷疑，在生命機體精確的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中，除了蛋白質(zhì)以外，還有更多更有效的分子和機制隱藏其中，而這些分子可能就是我們最終破譯生命奧秘的鑰匙。只有對生命奧秘最終破譯，我們才能夠真正闡明人類疾病發(fā)生發(fā)展的機制，才能真正達(dá)到治愈疾病的目的。而對于我，夢想便在下一個突破。