▲ Ada Yonath教授
2019年9月15日下午，清华大学结构生物学高精尖创新中心邀请到2009年诺贝尔化学奖得主、美国科学院院士、以色列魏茨曼科学研究所——Ada Yonath教授，在清华大学郑裕彤讲堂举办了一场题为《下一代环保抗生素与生命起源的思考》的学术讲座，清华大学生命学院院长、高精尖中心常务副主任王宏伟教授主持了本次讲座。中心主任施一公、副主任王新泉、李海涛等多位老师也参加了本次讲座。
▲ 王宏伟教授
▲ 施一公教授
Yonath教授出生于以色列耶路撒冷，20世纪60年代曾就读于以色列希伯来大学，并先后取得化学学士和生物化学硕士学位，后于以色列魏兹曼研究所（WIS）获得X射线晶体学博士学位。博士毕业后，她离开了热爱的家乡，远赴美国麻省理工学院从事博士后研究，在这里，Yonath教授与核糖体结下了不解之缘。1970年底在完成博士后的研究后，她又回到了自己的故乡——魏茨曼研究所。在那里, 她发起并建立了以色列第一个生物晶体学实验室, 在之后十余年中几乎是以色列唯一的生物晶体实验室。当时的Yonath教授自称是“雄心勃勃”地想要阐明关于活细胞的一个悬而未决的重大问题：蛋白质生物合成的过程。
核糖体，是细胞中的一种细胞器，由一大一小两个亚基结合形成，主要成分为相互缠绕的RNA和蛋白质。作为蛋白质合成的场所，核糖体可以读取信使RNA核苷酸序列所包含的遗传信息，并使之转化为蛋白质中氨基酸的序列信息以合成蛋白质。核糖体负责完成在“中心法则”中由RNA到蛋白质这一过程，此过程在生物学中被称为“翻译”。
这些现如今已出现在教科书中的知识在当时科学家眼中却是一个天大的谜题。由于核糖体对生命具有非常重大的意义, 当时世界各地的科学家们已经尝试多年试图揭示其工作机理，却仍然不得其门。核糖体的结构成为问题的关键，如果对它的空间结构缺乏了解, 就不可能形成核糖体工作机理的全面了解。为了揭示分子水平上的三维结构, 晶体是必需的，但培养核糖体晶体却面临着额外的挑战。它的结构极其错综复杂且异常灵活，缺乏内在的对称性和稳定性, 这些特点都使得核糖体结晶成为一项极具挑战性的任务。
▲ Ada Yonath教授
但Yonath教授最终做到了！她最终揭示出了核糖体的结构与功能，也因此获得了2009年的诺贝尔化学奖。回顾起自己的“灵感之路”，Yonath教授在讲座中不无深情地讲到：“我的灵感来自于一篇关于冬眠的北极熊的文章。文中写到北极熊在冬眠之前以有序的方式在细胞中包起核糖体, 并在几个月内保持完好和潜在的功能不变。于是，我受到启发，开始从生活在严酷条件下的生物体中寻找核糖体, 首先是由埃德曼博士给出的半嗜热生物, 后来我开发了一个基于取自生活在极端环境中如死海, 温泉和原子桩中的顽强细菌核糖体的实验系统。我们设法在相当短的时间内制备核糖体的初始微晶体。” 这是一个历时20多年的漫长的探索之旅。“我只能把这个艰辛的探索过程比作攀登珠穆朗玛峰的旅程, 当你登上一个高峰后，发现更高的一个山峰矗立在你的面前。”直到1980年，Yonath教授团队终于成功培养出了第一个核糖体晶体，又过了20年，高分辨率的核糖体结构图横空出世。谈到自己的成果，Yonath教授幽默地说到：“我有一头卷发, 在以色列有一句新的谚语: 卷发指的是一个充满核糖体的脑袋！”
“这些发现显然构成了我在20年的研究生涯中的高峰, 但是我对核糖体的探索还远远没有完成。有了新的有关核糖体结构的洞见, 我可以继续深入研究以揭示核糖体的工作机理, 以及抗生素药物是如何阻断细菌核糖体的作用的。由于核糖体对生命是如此的重要, 许多抗生素药物都是以阻断其作用而生效。我们在长期寻求解决核糖体结构和功能方面所取得的进展, 也可能为改进现有的抗生素药物或设计新的抗菌药铺平道路。通过对核糖体结构的观察，我们发现了几乎完全保守的区域，在那里形成了肽键，这表明核糖体是原始核糖体，也就是生命开始的地方！目前，我们在这一领域的研究仍在进行中。” 虽然她的研究开始之初只是为了理解生命的一个基本组成部分, 但通过对这一问题的研究也帮助人们了解到一些最广泛使用的抗生素的作用机理，从而为科学家研究抗药性的细菌提供了助力！这也是21世纪最为迫切的医学挑战之一。
▲ 现场观众提问
讲座中，Yonath教授追忆了自己的往昔岁月和科研征程，她通过一个个生动故事和一幅幅精妙的图片，为广大观众深入浅出地介绍了自己在核糖体结构解析和基于核糖体结构研究设计抗生素领域的研究历史和成果。她以幽默风趣的语言把晦涩难懂的学术问题，化为一个个妙趣横生的故事，引得全场笑声阵阵。讲座的最后，她以真挚而诙谐的语言鼓励在场学生：“好奇！更加好奇！更加更加好奇！充满激情！”其热忱的科学态度和豁达的学者风范给广大师生留下了深刻的印象，并值得每一位科研工作者学习。
高精尖创新系列讲堂，为贴近学科前沿，拓宽学术视野提供了广阔的平台，得到了广大师生的一致好评。我们会在各个部门的支持下，积极挖掘自身潜力，组织开展更多的讲座沙龙活动，以更好地促进学科建设，为营造良好的学术氛围，提升师生学术能力而服务。
