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附睾研究的新突破
  文章来源: 发布时间:2004-10-10 【字号: 小  中  大   

张永莲 女,生物化学家,中国科学院院士。1935年3月出生,1957年毕业于复旦大学化学系,现任中国科学院生化与细胞所研究员。1983年赴英国帝国肿瘤研究基金会(I.C.R.F)分子内分泌室进修二年。 近十年来主要从事雄激素对真核基因表达的调控研究,系统地探讨了受雄激素诱导的大鼠前列腺甾体结合蛋白(PSBP)基因在时相、空间和激素影响下的转录特性,证明了它是研究甾体激素作用原理和真核基因表达的调控机制的理想模式系统。创造性地从反式作用因子的研究入手,开辟了一条从反式因子→顺式元件→反式因子的研究道路。在启动子上鉴定到4个调控元件和与之作用的反式因子,提出启动子上的通用元件也与组织特异因子结合,为多元件多因子参与协同作用的论点提供了证据,继而又在染色质结构与基因转录活性关系以及睾丸生精过程中基因表达调控等研究方面取得突破。她的研究成果受到了国际同行的高度重视,与英、美、荷等国同行均有协作联系。1993年获中国科学院自然科学奖一等奖, 1997年获国家自然科学奖三等奖, 1998年获上海市科技进步奖二等奖,2002年获何梁何利基金科学与技术进步奖。

张永莲于1983年赴英国帝国肿瘤研究基金会(I.C.R.F)分子内分泌室进修二年,接触世界使她意识到自己是那样的深爱自己的祖国,那么地渴望为她的富强贡献自己的力量。回国后她遵循一个思想:不甘落后,敢于竞争,不满足于追赶,要勇于超越。试图在科研中鞭策自己走出一条多、快、好、省的新路。她回顾过去,主要在下列三个方面作出了努力:(1)所选课题富于挑战性。难度高,迫使自己要用创新的思路和手段去解决,一旦成功就是大成果。(2)放弃个人得失,顶住各种干扰和压力,埋头实干。不追求论文数量,要讲究质量。有大成绩才能赢得国内外同行的尊敬。(3)生物学问题往往是综合性的,要多手段、多学科的合作才能解决。

基因表达的调控是复杂生命现象的基础和结果,这一领域在80年代初已成为生命科学的前沿,在一定意义上,这方面的研究水平代表一个国家或一个实验室在生命科学研究中的水平和地位。我国当时还处于空白,她回国后就从事雄激素对真核基因表达的调控研究。她从零开始,系统地探讨了受雄激素诱导的大鼠前列腺甾体结合蛋白(PSBP)基因在时相、空间和激素下的转录特性,证明了它是研究甾体激素作用原理和真核基因表达的调控机制的理想模式系统,创造性地从反式作用因子的研究入手,开辟了一条从反式因子→顺式元件→反式因子的研究道路。在启动子上鉴定到4个调控元件和与之作用的反式因子,提出启动子上的通用元件也与组织特异因子结合,为多元件多因子参与协同作用的论点提供了证据,继而又在染色质结构与基因转录活性关系方面取得突破。这些工作使她与英、美、荷等国同行建立了良好的协作关系,并跻身于国际竞争行列。她在国际合作方面也走出了一条道路,如联合培养研究生、短期小课题合作、长期合作、联合基金申请等。1993年后,她从美国Rochefekker、NIH Fogarty、Mekkon及CONRAD基金会获39.3万美元,香港资助局20万港元的资助,不仅互利,也为祖国赢得了声誉。

考虑到人口与健康是国计民生头等大事,加强生殖生物学基础研究和发展男性避孕药是21世纪的发展趋势,功能基因组研究剑拔弩张,自1995年开始,她将其从事的研究系统扩展到睾丸精子生成相关基因表达调控的研究上。通过各方面的学习,她发现研究附睾中与精子成熟相关的基因,不仅是一块未开垦的处女地,而且更是一个进行功能基因组学研究的理想的靶器官,能为新的无遗传病和副作用危险的男性避孕药设计或诊治男性不孕症提供新的思路。她是化学系毕业生,生物学和医学知识较差,在解剖学上不知附睾在哪里,在细胞学上也不知附睾由哪几种细胞组成。不能循规蹈矩地跟着赶,而要利用自己的优势另辟新径以期超越。因此她决定从搜寻附睾特异表达的新基因作为切入点,建立自己的研究体系。

从1998年开始至今,已克隆到15个附睾特异表达的新基因的全长CDNA,其中大鼠4个,猕猴11个(猴的工作与美国北卡大学合作。国际上迄今已报导的附睾特异新基因仅16个)。并取得了10个相应重组蛋白的多抗血清。从MRNA和蛋白质水平研究了它们表达的时、空秩序。在进一步的新基因功能研究中,与香港中文大学陈小章教授合作,发现其中的一个大鼠新基因Bin1b既与生育相关又是一个天然抗菌肽,是首次发现的与附睾内在防御系统相关的基因。论文已在2001年3月Science 上发表。Science 撰写一篇题为“一种药丸形式的避孕套?”的短评并将该文列为推荐阅读之一。国外媒体与科技界反应强烈,美、英、法、德十几家电台和杂志社记者对她进行了电话采访。VOA,BBC播放了采访录音,学术刊物作报道或邀撰写综述。科学家除祝贺外,还有人要求访问、合作、博士后进修。美国COS基金会发来资助指南,公司有意投资开发,国外华人为之骄傲, 文章被28篇论文引用,在国际上掀起了一个研究生殖系统中自身免疫相关分子的热潮。这些成绩提高了我国在附睾研究领域的地位。此外,她意识到一个实验室的力量毕竟是有限的,何况面临的任务是一个器官的功能基因组研究,因此,她已联合国内外不同学科的专家,优势互补地对这一多学科交叉的综合性生物学问题进行围攻,乘胜追击,使原创性成果不断涌现,开创了一个可持续发展的研究项目,为我国附睾与精子相关的功能基因组学和男性节育和不育做出更大的贡献。她有一个信念:作为一个人口大国的科研工作者,不能甘于自己的国家只是一个避孕药的试验地或使用地的现状,而更应在这一领域内为自己的国家、为全人类做出重要的原创性的贡献。

撰稿人:赵慧娟 秦正葳

点评:

张永莲先生早年从事放射生物学研究,20世纪70年代末转向性激素作用原理的研究。90年代末,又开创了附睾功能基因组的研究。从零开始,短短3年将附睾研究的原创性成果登载在Science 杂志上。这个案例说明基础研究要想取得原创性的突破,必须开拓新的研究思路,采取新的研究方法。张永莲先生不屈服于任何困难,永不停止地追求,勇攀高峰的精神,值得科研人员学习。

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