院士点赞:不唯经费不唯论文!登上Science的她,7年带领7位博士,回答一个重要问题

来源丨小木虫

“我们发现了一个蛋白,它会在体内形成一种动态的液滴结构,形成一个平台,确保精子可以顺利健康地被制造出来。”两位女科学家——中国科学院分子细胞科学卓越创新中心(生物化学与细胞生物学研究所)研究员刘默芳和上海交通大学医学院附属新华医院研究员黄旲,高兴地宣布,她们带领七位博士生,历经七年辛勤科研获得的发现,在线发表于国际学术期刊Science上。

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“从蛛丝马迹中发现重要的科学问题,并且坚持不懈追踪下去,与志同道合的科学家一起合作,敢于打破常规观念、超越常规手段。”张永莲、王恩多两位中科院院士对这个团队的科学精神不吝赞美之词,不受经费导向影响、不拘于发短平快文章,这比一篇重量级论文更值得让公众知晓。

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中科院上海生化细胞所/刘默芳教授

蛛丝马迹中发现“液滴”,解密后期信使RNA“唤醒人”

在精子细胞的形成过程中,细胞核会被压缩,并像绒线球一样被紧紧缠绕住。在被压缩之前,它就必须先将很多生精后期所需要的基因信息,先由信使RNA(mRNA)“抄录”下来,并让它们休眠待命,等需要的时候,再唤醒它们合成蛋白质。不过,科学家一直不明白,是谁负责叫醒并把这些mRNA组织起来工作的。

“当我们对一个现象知之甚少时,不是靠猜就是靠筛。”刘默芳介绍,当2012级博士生康俊炎在2015年开始这个课题时,他们采取了“海选”的办法,通过比对成年小鼠睾丸与幼年小鼠睾丸的翻译机器蛋白质组分,终于从100多个候选蛋白中,发现了RNA结合蛋白FXR1——它在小鼠睾丸中表达量很高,并大量出现在后期精子细胞的蛋白质翻译机器中。

对于FXR1,科学家并不陌生,这个蛋白缺失会造成心脏问题,可没想到它还可以激活精子细胞中一批事先“沉睡”的信使RNA。

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“在精子细胞中,FXR1与多个翻译相关因子相互作用,在体内形成一种动态的、可招募大量信使RNA的液滴结构。”刘默芳解释,这是某些生物大分子在达到很高浓度时形成的,就好像聚集起来的油滴会从水中分离出来一样,科学上称为“液液相分离”。

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通过反复实验验证,最终两位女科学家确认,FXR1就是那位精子形成后期休眠信使RNA的神秘“唤醒人”。

一年补充实验折服审稿人,被称“最完美修回稿”

法国人类遗传研究所玛蒂娜·西蒙尼利格教授在随刊配发的展望评论中指出,“该研究发现了生物分子凝集翻译激活的新功能,并进一步揭示了FXR1相分离能力对于小鼠精子发生的重要性”。

不过,一个全新的发现,从来不会一开始就令所有人信服。从2015年开始,到2022年发表,在这七年时间里,研究团队用来回答审稿人的质疑,就花费了整整一年时间。

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当这篇论文被《科学》的编辑送到三位审稿人手中后,有一位提出了长达25页的质疑。为了让这位对相分离持怀疑论的审稿人相信自己的结论,刘默芳与黄旲带领团队,补充了大量实验。这位审稿人看到修回稿后,终于表示同意发表,并表示“作者发现了一个非常令人兴奋的现象,它将引起《科学》读者的广泛兴趣。”尽管他仍然“不相信相分离是该机制的组成部分”,却不得不承认,“即使相分离模型今后被证明是错误的……这一发现是新颖而重要的”,还为自己的评论可能延后了该工作的发表而致歉。另一位审稿人则表示,这是他迄今见过的“最完美的修回稿”。

不被经费论文牵着走,始终坚持“啃硬骨头”

这种精益求精的坚持,是刘默芳的一贯风格。自从16年前投身精子发生研究领域,她就不断“啃硬骨头”。“在十几年中,连续有重大科学发现,刘默芳的效率太高了!”同样在男性生殖领域做出过重大发现的张永莲院士,由衷欣赏这位年轻女科学家的钻研劲头。

一个听起来很完美的科学故事,背后是大量的辛勤付出。王恩多院士说,能从小小的液滴中发现蛛丝马迹,并追踪出一个全新的分子机制,“坐得住冷板凳,啃得下硬骨头”,还与十多位同行结下了良好的合作关系,打开科研格局,她为这个团队喝彩。

不过,在刘默芳看来,是几位年轻而优秀的博士生,一步步推动了成果的获得,“是我的孩儿们,带着我飞”。

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一边等待论文发表,一边研究团队又在将研究推向更深入。近20年,我国不孕不育率从6.9% 升至17.1%,男性因素约占不育因素40%。科学家希望,这些发现可指导药物研究,未来可以通过化学小分子药物,可以解除部分男性不育者的苦恼。

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