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院士點贊:不唯經費不唯論文!今天登上《科學》的她,7年帶領7位博士,回答一個重要問題

“我們發現了一個蛋白,它會在體內形成一種動態的液滴結構,形成一個平臺,確保精子可以順利健康地被製造出來。”兩位女科學家——中國科學院分子細胞科學卓越創新中心(生物化學與細胞生物學研究所)研究員劉默芳和上海交通大學醫學院附屬新華醫院研究員黃旲,高興地宣佈,她們帶領七位博士生,歷經七年辛勤科研獲得的發現,今天凌晨線上發表於國際學術期刊《科學》上。

“從蛛絲馬跡中發現重要的科學問題,並且堅持不懈追蹤下去,與志同道合的科學家一起合作,敢於打破常規觀念、超越常規手段。”張永蓮、王恩多兩位中科院院士對這個團隊的科學精神不吝讚美之詞,不受經費導向影響、不拘於發短平快文章,這比一篇重量級論文更值得讓公眾知曉。

蛛絲馬跡中發現“液滴”,解密後期信使RNA“喚醒人”

在精子細胞的形成過程中,細胞核會被壓縮,並像絨線球一樣被緊緊纏繞住。在被壓縮之前,它就必須先將很多生精後期所需要的基因資訊,先由信使RNA(mRNA)“抄錄”下來,並讓它們休眠待命,等需要的時候,再喚醒它們合成蛋白質。不過,科學家一直不明白,是誰負責叫醒並把這些mRNA組織起來工作的。

“當我們對一個現象知之甚少時,不是靠猜就是靠篩。”劉默芳介紹,當2012級博士生康俊炎在2015年開始這個課題時,他們

採取了“海選”的辦法

,透過比對成年小鼠睪丸與幼年小鼠睪丸的翻譯機器蛋白質組分,

終於從100多個候選蛋白中,發現了RNA結合蛋白FXR1

——它在小鼠睪丸中表達量很高,並大量出現在後期精子細胞的蛋白質翻譯機器中。

對於FXR1,科學家並不陌生,這個蛋白缺失會造成心臟問題,可沒想到它還可以啟用精子細胞中一批事先“沉睡”的信使RNA。

在精子細胞中,FXR1與多個翻譯相關因子相互作用,在體內形成一種動態的、可招募大量信使RNA的液滴結構。”

劉默芳解釋,這是某些生物大分子在達到很高濃度時形成的,就好像聚集起來的油滴會從水中分離出來一樣,科學上稱為“液液相分離”。

透過反覆實驗驗證,最終兩位女科學家確認,

FXR1就是那位精子形成後期休眠信使RNA的神秘“喚醒人”

一年補充實驗折服審稿人,被稱“最完美修回稿”

法國人類遺傳研究所瑪蒂娜·西蒙尼利格教授在隨刊配發的展望評論中指出,“該研究發現了生物分子凝集翻譯啟用的新功能,並進一步揭示了FXR1相分離能力對於小鼠精子發生的重要性”。

不過,一個全新的發現,從來不會一開始就令所有人信服。從2015年開始,到2022年發表,在這七年時間裡,研究團隊用來回答審稿人的質疑,就花費了整整一年時間。

當這篇論文被《科學》的編輯送到三位審稿人手中後,有一位提出了長達25頁的質疑。為了讓這位對相分離持懷疑論的審稿人相信自己的結論,劉默芳與黃旲帶領團隊,補充了大量實驗。這位審稿人看到修回稿後,終於表示同意發表,並表示“

作者發現了一個非常令人興奮的現象,它將引起《科學》讀者的廣泛興趣。

”儘管他仍然“不相信相分離是該機制的組成部分”,卻不得不承認,“即使相分離模型今後被證明是錯誤的……

這一發現是新穎而重要的

”,還為自己的評論可能延後了該工作的發表而致歉。另一位審稿人則表示,這是他迄今見過的“最完美的修回稿”。

不被經費論文牽著走,始終堅持“啃硬骨頭”

這種精益求精的堅持,是劉默芳的一貫風格。自從16年前投身精子發生研究領域,她就不斷“啃硬骨頭”。“在十幾年中,連續有重大科學發現,劉默芳的效率太高了!”同樣在男性生殖領域做出過重大發現的張永蓮院士,由衷欣賞這位年輕女科學家的鑽研勁頭。

一個聽起來很完美的科學故事,背後是大量的辛勤付出。王恩多院士說,能從小小的液滴中發現蛛絲馬跡,並追蹤出一個全新的分子機制,“

坐得住冷板凳,啃得下硬骨頭

”,還與十多位同行結下了良好的合作關係,開啟科研格局,她為這個團隊喝彩。

不過,在劉默芳看來,是幾位年輕而優秀的博士生,一步步推動了成果的獲得,“

是我的孩兒們,帶著我飛

”。

一邊等待論文發表,一邊研究團隊又在將研究推向更深入。近20年,我國不孕不育率從6。9% 升至17。1%,男性因素約佔不育因素40%。科學家希望,這些發現可指導藥物研究,未來可以透過化學小分子藥物,可以解除部分男性不育者的苦惱。

作者:許琦敏

圖片:受訪者提供