“溯生命本源，致奇妙未来”研讨会圆满落幕 ——致敬未来科学大奖

 

报告人和主持人合影

     2017年10月30日，由清华大学结构生物学高精尖创新中心主办暨致敬未来科学大奖的“溯生命本源，致奇妙未来”学术研讨会在清华大学大礼堂隆重举行。本次会议邀请到众多在生命科学领域具有重要影响力的科学家齐聚一堂，共同探讨生命科学的奥秘与前瞻。生命科学领域的五位超级明星：2017“未来科学大奖”获奖者、清华大学教授施一公，2012年度诺贝尔化学奖获得者、斯坦福大学教授Brian Kobilka，中国科学院院士、北京生命科学研究所资深研究员邵峰，美国科学院院士、北京生命科学研究所资深研究员王晓东，美国科学院院士、哈佛大学及北京大学教授谢晓亮，悉数亮相并为大家带来了一场精彩绝伦的学术盛会，清华大学生命科学学院院长王宏伟倾情主持。

     清华大学施一公教授近日荣获被誉为“中国诺贝尔奖”的未来科学大奖的生命科学奖，该奖表彰其在解析真核信使RNA剪接体这一关键复合物的结构，揭示活性部位及分子层面机理所做出的贡献。未来科学大奖成立于2016年，是中国大陆第一个由科学家、企业家群体共同发起的民间科学奖项，旨在奖励在大中华区取得杰出科技成果的科学家。今年是未来科学大奖评选的第二届，共设置了“生命科学奖”、“物质科学奖”和“数学与计算机科学奖”三大奖项，其中，生命科学奖涵盖了所有与大生命学科相关的基础科学领域，包含医学和偏生物的基础化学。

     自1977年RNA剪接的发现以来（该发现被授予1993年诺贝尔生理或医学奖），科学家们始终致力于探索其中的分子奥秘，揭示这一复杂过程的分子机理。然而在2015年之前，相关研究却只在遗传和生化方面取得了一些线索和证据，在结构和分子机理的层面上始终未有重大突破。这是因为剪接体是由几十到一百多种蛋白质和五条RNA动态组合形成的一种超大分子机器。生化教科书甚至将剪接体形容为细胞当中最为复杂的超大分子复合物，即便在倍数很高的电子显微镜下也难以清晰地观详一二，所以剪接体结构解析的难度普遍被认为高于RNA聚合酶和核糖体（RNA聚合酶和核糖体的结构解析曾分别获得2006年和2009年的诺贝尔化学奖），被称为结构生物学公认的两大难题之一（另一个为核孔复合体）。所以，解析剪接体这颗分子生物学皇冠上的明珠，曾一度成为很多结构生物学家的终极梦想。此外，人类的诸多疾病包括遗传疾病在一定程度上皆是由剪接异常造成的，因此对剪接体结构的解析，有助于进一步研究与疾病相关的剪接体突变体的结构，研究其如何变异，如何导致疾病等，从而在根本上促进精准制药，造福人类健康！在过去几年当中，施一公教授在攻克这一世界科学难题上做出了重大突破性成果，他率领团队成功解析了近原子分辨率的剪接体三维结构，该成果被业界誉为近30年来中国在基础生命科学领域对世界科学做出的一个重大贡献。

王宏伟教授在主持

     本次大会借由施一公教授荣获“未来科学大奖”的契机，邀请到五位生命科学领域的顶尖科学家汇聚一堂，与大家共襄生命科学的魅力与辉煌！五位报告人为观众精心调配了一道营养丰富又不失鲜美的科学盛宴，报告内容涵盖了生命科学的多个议题，从结构生物学到免疫学，到细胞生物学，再到单细胞基因组学，其内容之丰富、学术之前端，令观众受益匪浅。现场问答环节更是精彩万分，高潮迭起，观众与嘉宾不时碰撞出思想的火花，在一定程度上展现了生命科学发展的活力与朝气！

大会现场照片

     典雅庄重的大礼堂高朋满座，600多位观众来到现场，在长达三个半小时的学术报告中，在座观众全程凝神贯注，现场气氛认真而祥和。通过本次研讨会的学术交流，促进了与会科研工作者的成果学习与经验借鉴，同时鼓励了青年科技人员勇攀科学高峰。20世纪80年代初，曾有科学家预言：“21世纪将是生命科学的世纪，人类的未来将离不开生命科学，生命科学将对人类的衣食住行产生重大影响。”有目共睹，生命科学在基因组学、肿瘤免疫治疗、结构生物学等方面取得的一系列重大突破性成果，不仅极大地丰富了我们对生命的认知，同时也在实际应用中，例如与人类切身相关的几大全球性问题：疾病危害、环境污染、能源危机等，为人类点燃了希望的曙光。毋庸置疑，生命科学已日渐成为21世纪最为活跃、最具潜力、最有价值、最富前沿的自然科学学科之一。期待下一次生命科学盛会的到来！

施一公教授在演讲

     施一公教授介绍了前体mRNA选择性剪接的结构基础并揭示了酵母以及人源剪接体的最新研究进展。40年前发现的前体mRNA选择性剪接现象，是所有真核生物体内信息从DNA到蛋白质传递的关键性步骤。过去40年的研究使人们清楚地了解了选择性剪接的反应通路，包括选择性剪接的本质和特异性，剪接体的定义及其组分的鉴定，不同剪接复合物的生化分析及其调节等。其中，结构信息对于理解前体mRNA的选择性剪接机制具有至关重要的作用，剪接体组分和亚组分的X射线晶体学研究与之后的对于整体剪接体复合物的电镜研究相辅相成。在过去两年间，一系列完整剪接体处于剪接反应不同状态下的复合物原子分辨率结构纷纷被解析出来，从而，揭示了剪接反应这一机制前所未有的本质性洞见，同时也进一步证实了大量的遗传学和生化数据，也由此获悉剪接体其实是一个蛋白质介导的金属核酸催化酶。

Brian Kobilka教授在演讲

     同是结构生物学家的Brian Kobilka教授，主要介绍了从结构角度理解G蛋白偶联受体的激活——对药物研发的启示。G蛋白偶联受体介导了大多数细胞对激素和神经递质的反应，因此长期以来一直作为诸多疾病的最大药物靶标，其研究意义的重要性不言而喻。在过去的27年当中，Kobilka实验室通过生物化学和生物物理的相关研究方法来进行G蛋白偶联受体的结构与激活机制研究。会上，Kobilka教授借由自己实验室过去多年的研究成果，向大家介绍了G蛋白偶联受体是如何通过细胞膜进行信号传递的。此外，他还谈到了在G蛋白偶联受体的相关药物研发中遇到的问题和挑战，以及结构生物学和其他科学的发展对未来药物研发带来的可能性影响与启示。

邵峰教授在演讲

     邵峰教授介绍了从先天免疫到癌症的细胞焦亡相关研究。细胞焦亡，对于免疫防御和许多炎症相关疾病的发生都至关重要。已知，Caspase-1是炎症小体下游激活的分子，而不同的炎症小体可以感知很多不同的病原信号; caspase-11/4/5则是细胞质中细菌脂多糖LPS的受体，在结合LPS后被活化。Caspase-1或caspase-11/4/5的活化都会导致细胞焦亡的发生。这些caspase蛋白通过切割底物Gasdermin D (GSDMD)释放其处于自抑制状态的N端结构域，并在细胞膜上打孔，执行细胞焦亡。GSDMD与GSDME同属于Gasdermin家族蛋白，其中，GSDME蛋白，在其中间的连接区域具有caspase-3识别和切割位点，因此GSDME的存在可以将caspase-3引起的细胞凋亡转换成细胞焦亡。类似的，caspase-3的切割能够释放GSDME的N端成孔结构域，导致在DNA损伤的化疗药物处理下的细胞产生细胞焦亡。GSDME在许多正常组织中皆有表达，然而却在一些癌细胞中沉默了。因此，对细胞焦亡的研究有助于人类破译先天免疫和癌症的密码，从而造福人类健康！

王晓东教授在演讲

     王晓东教授在报告中介绍了其研究团队在疾病和衰老中的程序性细胞死亡的最新研究成果。在生长发育和衰老的过程当中，特异性的细胞活力丧失是正常生理活动中重要的一环，该过程的缺陷存在于许多疾病的病理机制之中，这一形式的细胞死亡由死亡细胞中特定的生化分子所执行，因此被命名为程序性的细胞死亡。二十多年来，王晓东实验室一直致力于研究程序性的细胞死亡，主要致力于三个目标：第一，厘清程序性细胞死亡的生化反应机制；第二，理解程序性细胞死亡在生理及病理中的功能；最终，基于我们对程序性细胞死亡的知识以指导人类疾病的研究，尤其是针对癌症和受年龄影响的相关器官的退化所进行的相关治疗方案的研发。此外，针对最近王晓东实验室在小鼠睾丸中细精管内的精原干细胞以及睾丸支持细胞中的发现——程序性细胞坏死在雄性生育器官老化过程中有着关键性作用，相关分子机制，他也在报告中做了详细的解释。

谢晓亮教授在演讲

     作为最后一位报告人，谢晓亮教授介绍了在基因组学中，当随机性遇到精确性的境遇。每个细胞都是独一无二的，而我们的研究对象往往是细胞群体，从而忽略了细胞之间的异质性。单细胞基因组学领域近年来发展迅猛，相关研究成果为人们揭示了复杂生物学体系中的许多重要线索。谢晓亮教授讲到单细胞的基因组、转录组以及三维结构是动态的，并且是随机的，单细胞基因组学领域内最新的进展给生物和医学的研究带来新的可能。