95岁高龄!2020诺奖热门Jack Strominger教授
2020年9月23日,美國哈佛大學生物化學系希金斯研究教授Jack Strominger獲得了有諾獎風向標之稱的引文桂冠獎。Strominger此時已是95歲高齡,但他在分子免疫學上的卓越貢獻使人們認為他依然是當之無愧的“諾獎熱門”。
年處耄耋的科學家
著名的物理學家Andrew Strominger正是Jack Strominger之子。即便這位杰出的物理學家贏得互聯網巨頭們所創立的突破獎(Breakthrough Prize)時,他依然被自己的父親的巨大名望“搶去了風頭”。Andrew Strominger含笑回憶道,“我把爸爸帶出去,人們總會走過來對我說, ‘不好意思,你可以幫我拿著相機,替我和Jack拍張合影嗎?’ ”
年高德劭的Jack Strominger在近七十年的研究生涯里發表了約1000篇論文,主要研究主要組織相容性復合體(MHC)蛋白質的結構和功能,以及其在疾病中所發揮的作用。他闡明了青霉素殺死細菌的機理,弄清楚了人類的免疫系統是如何辨認區分入侵者的。Strominger的研究為人類分子免疫學做出了杰出貢獻,有助于推進新型藥物和疫苗的開發。更令人欽佩的是,Strominger多年以來從未中斷研究工作,就在2018年12月,他在哈佛大學的實驗室還獲得了一筆新的基金資助。
這筆為期兩年的資助并不算豐厚,僅為30萬美元。但是它卻帶來了一個有意思的問題:Strominger會是美國NIH資助的年齡最大的研究者嗎?人們以《信息自由法》為據要求NIH回答這一疑問,最終得到的答案卻是否定的。NIH并沒有告訴人們誰是最高年齡的紀錄保持者,只是表示目前僅有13名90歲以上的活躍研究人員還接受著NIH支持。
當然,對于資助人數多達30萬的NIH來說,這個13人的小群體無疑已經成為了一個極為特殊的群體。究竟是怎樣的理由支撐著他們,在九十高齡依然耕耘在科研工作中?Strominger對此回答道,“當你到了九十多歲,你會有一些選擇。有些人選擇玩賓果游戲;有些人選擇看電視;有些人選擇下棋;而我,我選擇了科研。它們都是游戲,科研只是更復雜一點。你必須從各種來源獲取信息。而這正是我喜歡的。”Andrew表示,父親的選擇是出于純粹的喜愛。他說:“科學家是一個美妙的職業,我們身處于一個不可思議的宇宙中,探索它將帶來無窮樂趣。”
科研道路
Jack Strominger承認,他是一個喜愛在科學道路上“尋求刺激”的人,他將其稱之為“命運降臨給他的怪癖”。Strominger不到17歲便進入哈佛大學學習,在兩年內就從哈佛醫學院畢業,后來成為了一名年輕的內科醫生。但一系列的變化讓他最終決定走上科研的道路。在他26歲獨立負責實驗室研究時,他的學位依然是醫學博士(MD)而非Ph.D。
在實驗室,Strominger著手研究青霉素的工作機理。他前后花了大約30年的時間來達成這項重大進步,他說:“我如果在一開始就意識到青霉素的研究將變得多么復雜,我可能永遠都無法解決它。”
上世紀60年代末,在首例人類心臟移植的啟發下,Strominger有一腳跨入了免疫系統的領域,希望了解人類的排異反應是如何發生的。皇天不負有心人,二十五年后,Strominger及其同事(主要是已故的晶體學家Don Wiley)有了突破性的發現——主要組織相容性復合體(major histocompatibility complex,MHC),一種免疫系統賴以辨別細胞是否需要被清除的分子結構。也正是這一突破,為Strominger贏得了2020年的引文桂冠獎。
曼徹斯特大學免疫學教授Daniel Davis盛贊這一項研究成果:“它與發現DNA雙螺旋結構所帶來的研究飛躍水平相當。”戴維斯表示,就像DNA的雙螺旋結構一樣,MHC結構為生物學研究帶來了光明,極大地促進了人們對免疫系統真正作用的理解。
“他因問對問題而成功”
如今,Strominger正在忙于攻克另一個難題:為什么孕婦的免疫系統可以容忍孕婦體內的胎兒?在Strominger的哈佛實驗室,研究員Tamara Tilburgs從塑料容器中取出了一個新鮮的人胎盤。這個胎盤曾經養育的嬰兒業已出生,它被已捐贈給實驗室用于研究。
胎盤的外形令人印象深刻,它好像一塊類似于包裹在白色筋膜中的紫色肉塊,白色臍帶從上面細細延伸出來。它從無到有發育到像飛盤一樣大只需要花費幾個月的時間。Tilburgs幽默地調侃:“我們覺得它其實也很漂亮。”Tilburgs和同事從胎盤中收集到十幾種不同類型的細胞進行分析,她表示:“我們要做的是了解孕婦的免疫系統在懷孕期間如何形成對胎兒的耐受性。”
在將近十年的時間里,Strominger一直在努力解決一個問題:是什么削弱了母親體內的免疫防御能力,使得她的身體可以‘容忍’胎兒?免疫力削弱后,她又如何抵御外界的感染?這是一項基礎研究,但是卻具有很高的醫療價值:近百分之十的胎兒迫于早產,而促成早產的因素之一就是那些令母親的免疫系統開始排斥胎兒的分子。Strominger說:“如果可以找到一種抑制或是抵消這些物質的方法,或許能夠防止早產發生。”
Strominger特別著眼于胎盤中的一組特殊免疫分子,“其中一種基因座,HLA-C,在耐受性和感染性方面都有雙重作用,我真的很好奇它的調控方式。”他說他白天黑夜都在想這個問題,而在他入睡前他迎來了自己的“尤里卡”時刻,“有沒有可能四個分子都是通過一個共同的enhancer來調控的?”
這項研究在去年6月獲得了更多的進展。Strominger與哈佛醫學院的Judy Lieberman博士的一次重大合作贏得了一筆400萬美元的資助。這項研究將探索更多有關懷孕期間免疫系統的運作方式——比如,為了避免胎兒感染,自然殺傷細胞(natural killer cell,NK) 的使用微小的“納米管”向靶細胞注入一種能殺死微生物但不會殺死靶細胞的毒素。
Lieberman表示,“這的確令人難以置信。據我所知,這還是第一次有人提出NK殺死靶細胞內部的微生物而不損害靶細胞這種工作模式。”對于母親的身體是如何將“剎車”置于免疫系統上從而保護胎兒的,她認為Strominger的見解十分有價值。她評價Strominger:“他成功地獲得資助,是因為他是一位偉大的科學家;是因為他懷有一顆好奇心;是因為他問對了問題。”
“再來個五年!”
研究有了資金資助,Strominger唯一需要擔心的就是自己身體的問題。這位躊躇滿志的科學家畢竟年事已高。他說:“我很幸運,盡管我也患有關節炎,但我的大腦仍然清晰,非常清晰。我認為它現在還能順利工作的原因是我一直都在使用它。”
Strominger依靠助行器走動,聽力則仰賴助聽器的幫助。但他依然樂觀,說自己除了常見的老年癥狀,其他身體狀況基本上良好。但無可否認的是,與高壽相伴的死亡率同樣已徘徊在了眼前。
在學術界,對于高齡研究人員的資助存在相當的爭議,因為這樣可能會分割掉年輕科學家的資源,后者想要開始自己的職業生涯會更加困難。Lieberman認為這是一個兩難選擇。她說:“這的確會讓年輕科學家們更難開始工作。但是Strominger做得很好。作為一個九十高齡的老人,你仍然可以看到他沖擊重大發現的決心。”
Strominger想法更為單純,他說:“我認為我對科學的最大貢獻是我的學生。我為他們做出的巨大科學貢獻感到自豪。”他希望自己能再寫一篇關于免疫系統的大論文,進一步解決免疫系統的奧秘,并繼續指導年輕的科學家。
Strominger在去年接受采訪時說:“我有時候也會問,‘94歲,我快94歲了,我還有多少時間呢?’ ,不過如果可以的話,我想再來個五年。”
總結
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