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2009年10月08日

破解核糖體繙譯DNA密碼孕育生命
諾貝爾獎:研發抗生素靠化學獎三傑

掌握核糖體的三維結構和功能,有助開發有效的新抗生素。
設計圖片

地球上的生命體,不論是細菌、植物還是人類,都像一個極其複雜又精密的儀器,不同「零件」各司其職有紊不亂,全靠彷彿扮演生命化學工廠中工程師角色的「核糖體」(ribosomes)。瑞典皇家科學院昨日(周三)公佈,以色列女科學家約納特(AdaYonath)、美國科學家施泰茨(ThomasA.Steitz)和英籍印度裔科學家拉馬克里希南(VenkatramanRamakrishnan),破解了核糖體的結構和功能,揭開生命最核心的奧秘之餘,還為研發新抗生素奠下基礎,所以共同獲得今年諾貝爾化學獎。

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核糖體是甚麼?其實,所有生命體的細胞都有脫氧核糖核酸(DNA)。DNA是核酸一類,因分子含有脫氧核糖而得名,這些分子決定了生命體的外貌和功能。DNA是生命的藍圖,儲存了大量「密碼」,這些密碼必須經由核糖體繙譯,才能生產不同的蛋白質,引導生物的發育和生命機能的運作。這些蛋白質包括輸送氧氣的血色素、免疫系統中的抗體、皮膚的骨膠原等。

「直接協助拯救生命」

簡單來說,核糖體就是「細胞的蛋白質工廠」,將DNA的密碼變成生命,通過了解其功能機制,就可掌握生命關鍵。瑞典皇家科學院就指出,今屆化學獎三位得主利用X光蛋質晶體學技術,精確標識出構成核糖體的數十萬個原子,不但讓我們知道了核糖體的外貌,更在原子層面揭示了核糖體功能的機理,這對科學理解生命非常重要。
掌握了核糖體功能的機理,就可應用到醫學上。既然核糖體功能在於繙譯出DNA密碼,那麼只要能抑制細菌的核糖體功能,細菌即無法存活,醫學界正是利用抗生素來抑制細菌的核糖體以治病。因此,評委會就指,今屆化學獎三位得主造出核糖體的三維模型,有助研發新的抗生素,「直接協助拯救生命,並減低人類的痛苦」。
三位得主在研究核糖體上,扮演不同角色。以色列女科學家約納特,生於耶路撒冷一個窮家,能成為化學研究的先驅,在於她早在1970年代末期,已試用X光晶體學技術,將核糖體結晶化,再用X光拍攝出核糖體原子位置,分析核糖體結構。到了1980年,她已將核糖體的大子單元立體結晶,之後再發現顯微鏡下糾纏不清的核糖體,其實可清楚分出結構。接着,美國科學家施泰茨1998年發表核糖體的首個大子單元結晶結構;之後,約納特和印度裔的拉馬克里希南也解構出核糖體的小子單元結構。三位科學家貢獻重大,他們將平分1,000萬瑞典克朗(1,100萬港元)獎金。
路透社/美聯社/諾貝爾基金會網頁

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得知獲獎半信半疑
「以為是玩笑」

「我以為這是一個精心設計的玩笑,我有朋友很愛搞惡作劇呢。」拉馬克里希南昨早在英國劍橋的實驗室,接到通知他獲獎的電話時,半信半疑,還半開玩笑式稱讚對方的瑞典口音很好聽。
拉馬克里希南謙虛地表示他與另外兩位得獎者「只是一支團隊的隊長」,他們有今日的成果,全賴身邊有一班傑出的學生和學者協助,提出很多新構思,參與大量研究工作。
57歲的拉馬克里希南,1952年在印度出生,1971年在印度巴羅達大學物理學系畢業後,負笈美國深造,1976年獲俄亥俄大學物理博士學位,曾在耶魯大學研究,又在猶他大學生物化學系任教,1999年起任英國醫學研究理事會劍橋分子生物學實驗室的資深科學家,去年成為劍橋大學聖三一學院研究員。
法新社/路透社

各自努力邁向目標
「有比賽意味」

69歲的美國科學家施泰茨,昨日準備前往健身室做運動,突然接獲來自瑞典的得獎來電時,「對方叫我不要去健身室了,因為將會收到很多來電」。
他指出,獲獎的發現「有助研製新的抗生素,對付具抗藥性的細菌」。他表示認識另外兩名得獎人約納特和拉馬克里希南,但他們的研究都是獨立進行,「我們各自都嘗試達到同一目標,希望盡快成功。雖然我不認為當中存在個人競爭,但確有點比賽意味,我們用的都是不同的方法」。
施泰茨1966年在哈佛大學取得博士學位後,曾在劍橋的醫學研究委員會分子生物學實驗室工作,然後才到耶魯大學出任分子生物物理和生物化學教授。他幾年前成立公司,根據自己的研究結果,研發抗生素。
美聯社/德新社

受居禮夫人啟發
窮家女愛實驗

如果問童年的約納特有甚麼夢想,她大概不會說「要拿諾貝爾獎」,因她窮得連書也買不起;但受科學家居禮夫人(MarieCurie)啟發,踏上科研之路,終與偶像一樣享諾獎殊榮,是歷來第四位女性獲化學獎,更是首位猶太女性得獎。
70歲約納特得悉獲獎,「第一個反應是極開心」,回憶生於耶路撒冷的窮家庭,哽咽地說「毫無迹象顯示我會有今天的成就」。她指童年時好奇心旺盛,愛做各種「實驗」,試過為量度陽台高度,掉到花園,弄斷手臂。讀過居禮夫人的故事,她發奮鑽研科學,終於在希伯萊大學獲化學學士和生物物理碩士學位,並在魏茨曼科學研究所取得博士,到美國麻省理工做研究。回國後,她成立了以國首間生物分子晶體學實驗室,鼓勵女性投身科學,否則「人類浪費了一半腦力……女性絕對有能力做大事」。
法新社

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