我國正致力于解密第二遺傳密碼

編輯: 逍遙路 關鍵詞: 高中生物 來源: 高中學習網


一進入坐落在京城北郊的中國科學院生物物理研究所,就會看到一座七層白樓矗立在夏日茂盛的樹叢后,一個連續(xù)十年被評為A級的國家重點實驗室――生物大分子國家重點實驗室就在這座樓的東側。這里沒有遙感自動開關門,沒有花崗巖墻壁和大理石門柱,甚至沒有一個氣派的大門。據說這里只有21名在編人員,然而卻云集了5位中國科學院院士,8位研究員。這里的科學家站在生命科學的前沿探索著蛋白質結構及功能的奧秘,他們的目標就是解譯生命信息的第二遺傳密碼!

 

1993年《自然》雜志宣稱“結構生物學”的時代已經開始,這意味著生命科學出現(xiàn)的一個趨勢:生命現(xiàn)象的闡明、生命本質的揭示都必須建立在生物大分子精細結構和動態(tài)結構闡明的基礎上。

 

據這里的科學家介紹,蛋白質是生命活動的主要承擔者,一切生命活動無不與蛋白質的活動有關。蛋白質由20種氨基酸組成,但不同序列的氨基酸組成的蛋白質的結構卻千差萬別,這樣的差別導致了蛋白質功能也千差萬別。解析這千差萬別的蛋白質結構就成為生物大分子國家重點實驗室的主要工作之一,他們的最終目標是要破解被稱作第二遺傳密碼的氨基酸序列和蛋白質結構的關系,蛋白質結構與功能的關系。遺傳信息從核酸向多肽鏈傳遞的遺傳密碼的破譯是分子生物學史上一個重要里程碑,但是,如何從有一定氨基酸序列的多肽鏈折疊成有一定空間結構的蛋白質,從而獲得特定的生物功能,仍然是一個有待解決的問題。一維序列―三維空間―生物功能的關系,肯定會比兩種分子一維序列之間的關系復雜得多。

 

對于蛋白質結構的測定,其主流方法還是X射線晶體學方法。該實驗室有當年中國科學家解析胰島素結構的基礎,有梁棟材院士領導的研究團隊。他們先把蛋白質高度純化,培養(yǎng)成晶體,再利用X射線衍射方法分析蛋白質晶體中每個基團和原子的空間定位。這里的工作人員介紹,晶體生長與其說是科學不如說是藝術,培養(yǎng)蛋白質晶體是一項需要十分耐心的工作。另一種研究蛋白質結構的方法是通過核磁共振,即通過原子核在磁場條件下的振動情況來分析蛋白質結構。這種更接近蛋白質在生理條件下的探測方法更符合運動中的蛋白質情況。王金鳳研究員帶領的研究小組用400兆和600兆兩臺核磁共振儀研究蛋白質結構。這種技術是非常復雜的,他們要根據天書一樣的譜圖分析出蛋白質的溶液結構。這個實驗室努力為科學家們提供最先進的實驗設備。留美博士張旭家選擇了用電子顯微鏡拍攝蛋白質的電鏡照片,從而確定其三維結構的方法!

 

蛋白質結構和構象的分析只不過是生物大分子國家重點實驗室的科學家們工作的內容之一,他們的最終目的是要揭示蛋白質的結構與功能及其與細胞功能調控之間的相互關系。這里的研究人員幾乎都曾被問到,你們做的這些研究對我們的生活會產生什么影響呢?“我們的研究是非;A的,是基礎研究。打個不見得恰當?shù)谋确,比如建造橋梁房屋,盡管每座橋每個樓造出來后都是各式各樣的,但造橋造樓都有它的基本原理,我們雖然不造橋也沒造樓,我們的工作是在探索這些建造的基本原理。因此有可能探索出新的原理而為將來造出特別有特色的好的樓和橋創(chuàng)造條件。”王志珍院士這樣解釋他們的工作。他們的研究成果有一天將會解決帕金森氏病的治療,幫助患心血管病的人們獲得健康。這只是冰山的一角,正如鄒承魯院士所說的,生物學研究進入分子水平,才得以從本質上探討生命活動的規(guī)律,從而使分子生物學成為當代生命科學基礎研究的前沿,開拓了現(xiàn)代生物學的全新局面。

 

生物大分子國家重點實驗室如今已走過13個年頭,在生物物理研究所的大院,那座被樹叢掩映的白樓里已經有越來越多的年輕面孔,充滿著在生命科學領域研究的勃勃生機。

 

引自2002年9月6日《科技日報》(有刪減)


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