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現在世界上有4700萬人飽受神經退行性疾病的困擾，預計2050年時，每3秒鐘就有一個新的病人出現，我們將會有超過1.3億人受它的困擾。

作為美國普林斯頓大學生物學系建系以來最年輕的終身教授，施一公2008年的回國被看作是中國新一代海歸科學家的杰出典范。

在經歷了在《科學》雜志發表社論、落選院士、掛職北京市衛計委、出任清華副校長等一系列事件、解析了超高分辨率的剪接體三維結構之后，他的每一個舉動似乎都會引起外界不小的關注。

這位在清華被封為“風一樣的男神”——說話快，走路快，總是一副風風火火的樣子的清華大學副校長、清華大學生命科學學院院長、中國科學院院士所關心的并未局限于生命醫學，而是想給出一個生物學家對生命的意義是什么的答案。

接受生命的挑戰

在這樣一個國際著名結構生物學家的理解中，人類生命飽受挑戰的歷程中，有很多挑戰來自于疾病，有三類疾病和人類有很大關系。

施一公提供的數據顯示，心血管疾病是最重要的殺手，僅在中國每年就有303萬人死于心血管疾病，占32%。第二種疾病是癌癥，中國每年有265萬人死于癌癥，占28%。第三類疾病死亡率不高，但是對人的困擾很大，嚴重影響生活質量，就是神經退行性疾病，有多位世界名人都曾受這類疾病的折磨。此外還有34%的人死于其他原因，其中大部分是傳染病，一小部分是交通事故和意外傷害。

不過，他堅信人類始終用科學在應對挑戰，從簡單的摸索和經驗積累，到最后通過基礎研究推動藥物的發現。

盡管有低密度脂蛋白受體的發現對心血管疾病帶來的改變，以及被譽為治療癌癥新曙光的“免疫療法”，讓施一公本人頗感遺憾的是，目前科學界對于神經退行性疾病所知甚少。

“非常遺憾，至今人類根本不知道病因。盡管我可以告訴大家很多的理論、數據和實踐，但我們只是大概知道這個病是怎么回事。現在世界上有4700萬人飽受這種疾病的困擾，預計2050年時，每3秒鐘就有一個新的病人出現，我們將會有超過1.3億人受它的困擾。”據施一公透露，雖然目前還不知道到底是什么原因導致了老年癡呆癥，但是當下學界公認的觀點是，如果從分子水平上認識老年癡呆癥，也許會為治療帶來曙光。

“我自己的實驗室也在朝這個方向努力。我們去年在原子分辨率上首次報道了與老年癡呆有直接關系的人源γ分泌酶的結構，這個人源γ分泌酶被認為是導致老年癡呆癥必不可少的一個致病蛋白，所以也許通過后續的深化研究，我們可以找到治療老年癡呆癥的辦法。”施一公解釋道。

不過，即使如此，對于一個生物學家而言，需要承認的是如今學界不僅對老年癡呆癥的病因不清楚，對大腦這樣一個神秘的器官也知之甚少。“盡管我們有很好的學習記憶的模型，我們可以模擬出學習記憶的過程，但究竟是不是這樣？我們真的不知道。我甚至認為包括我們的電信號記錄的神經沖動電位，只是一個表象，不一定是學習記憶的本質。為什么？因為我們確實是這樣一個生物人，是一堆原子構成的人在理解生命。”

剪接體結構解析

盡管在生命認知的極限問題上表現得足夠謙遜和敬畏，施一公和他的團隊一直在對結構生物學上公認的難題之一進行攻破。

2015年8月，施一公團隊通過單顆粒冷凍電子顯微鏡方法，解析了酵母細胞“剪接體”近原子水平分辨率的三維結構。

對于“剪接體”，要從英國科學家克里克在1958年時提出了“中心法則”說起。

“中心法則”描述的DNA傳遞遺傳物質的過程是——DNA的兩條鏈解開成為單獨的兩條鏈，隨后，單鏈DNA會吸引一些跟它們匹配的小分子（核糖核酸），并且把小分子串成一條新的鏈。最后新鏈條解開，經過復雜的過程，開始尋找新的小分子（核苷酸）合成蛋白質的征程。

在具體遺傳過程中，“中心法則”分為三步。第一步是轉錄，DNA中的遺傳信息要通過RNA聚合酶的作用轉變成“前信使RNA”。第二步是剪接，“前信使RNA”通過剪接體去掉一些結構后，變成成熟的信使RNA。第三步，翻譯，通過堿基配對等過程，成熟的信使RNA通過核糖體合成蛋白質，行使生命的各種功能。

第二步中，在完成轉錄步驟而形成的“前信使RNA”新鏈條上，有一些無法遺傳的“廢料”需要進行剪裁，這把特殊的剪刀就是“剪接體”。初步形成的新鏈條被“剪接體”剪裁后，一條載有滿滿遺傳信息的鏈條新鮮出爐。

值得一提的是，在施一公教授獲得剪接體的三維結構之前，另外兩位科學家已經通過發現“中心法則”中其他步驟中的兩種關鍵物質，分別獲得了2006年和2009年的諾貝爾化學獎。

業界的普遍觀點是，對于上述三種關鍵物質中難度最大、結構最復雜的“剪接體”結構的解析將意味著揭開了“中心法則”最后的謎底。

而施一公帶領團隊不斷提高冷凍電鏡的觀測技術，在2015年終于把精度提高到了0.36納米，解析的對象是真正的剪接體，終于看到了剪接體的細節。

施一公在接受《賽先生》采訪時透露：“我們的工作揭示了基因剪接的結構基礎，可以把大部分生化數據連在一起，能夠很好地解釋過去的數據，也可以預測將來的實驗結果，但未來還要繼續推進這一項基礎研究工作，得到一系列的結構之后才能把中心法則的基因剪接全過程描述清楚。”

從原理上看，剪接體“剪裁”最初的新鏈條時，剪裁什么位置、如何“下刀”決定了哪些部分留下、哪些部分扔掉，一旦出了差錯，便會發生與遺傳有關的問題。科學家就此推測，遺傳病的發生應該和剪接體的剪接過程有關。

而這背后，已經有大量研究表明，70%到80%的“剪裁”改變了蛋白質產物，比如對具有功能的結構進行了增加和刪減。剪接調控著機體的不同發育階段、不同環境的生理需要。如果改變了正常的“剪裁”形式就會導致發育異常與疾病。例如，地中海貧血癥、視網膜色素變性、人類強直性肌營養不良、額顳骨癡呆癥和一些癌癥都與剪裁的失誤有關。

不過，在分辨率0.36納米的剪接體結構被公布后，施一公依然反復強調，這是一項基礎研究，距離直接利好遺傳病治療還有相當長的距離。“現在我們還不想談應用，這會誤導大家。”

在未來論壇上，施一公的感慨是“科學發展到今天，我們看世界完全像盲人摸象一樣。每個人摸的都是真實存在，而且都是客觀存在的，只是我們不知道摸的是象的后背、尾巴，還是耳朵。人類的認知極限就在于，我們是一堆原子，我們處在宏觀世界，但我們希望隔著兩個世界去看超微觀世界。那是一個最美好的、極其美妙的世界。”