如何看待錢永健(Roger Tsien)的學術成就?
2008年諾貝爾化學獎得主錢永健(Roger Tsien)於8月24日在俄勒岡州尤金市逝世。如何看待他的學術成就?
謝邀
————漫談,認識錢老成果的過程—————
說起來,我對錢老的認知要遠遠晚於對他成果的認識。那個時候,剛讀研究生,做的是轉基因。
也許是讀大學時候不認真,或者是學渣屬性吧,當時做轉基因的時候,發現很多時候,我們要在基因上加一個綠色熒光蛋白(GFP),特別不解,我們明明是轉目的基因,結果搭載個綠色熒光蛋白算什麼?後來一個師兄一語道破天機:為了追蹤!可惜我最初還不懂。
簡單對話如下:我:轉綠色熒光蛋白乾嘛?師兄:為了追蹤轉基因是否成功我:可是我們幹嘛不做個PCR或者蛋白雜交呢?師兄:綠色熒光蛋白可以用儀器一眼看出,做分子實驗多累啊。我:那幹嘛不用同位素示蹤啊?師兄:(一臉無語的看著我),這是做表達,不是追蹤元素,而是追蹤基因。為什麼很少用同位素示蹤?
因為同位素不會增加也不會減少,而基因表達是個從無到有的過程。你轉入一個基因,如果同位素示蹤的話,那麼轉入多少元素,只有多少元素。
而轉基因的時候會用啟動子來表達綠色熒光蛋白,所以才可以源源不斷的合成綠色熒光蛋白。生物的發展從單細胞到一個完整的個體,經歷無數次重組和代謝,同位素又不特異性的追蹤某個基因,自然無法用。
get!
是的,追蹤,或者說示蹤,這就是綠色熒光蛋白最大的意義之一。
我們給目的基因帶上一個綠色熒光蛋白,然後轉基因的產品,用熒光一掃就可以知道哪個轉進去了,哪個轉基因沒成功。
這是一個基本的初篩過程。
當然後續基因到底插入到什麼位置,插入了多少個片段,就得做進一步分子驗證。當時對此驚為天人,覺得真是一個小事情解決了很多冗餘工作。
後來讀博做了更多的細胞實驗,更是離不開綠色熒光蛋白了,越來越覺得錢老的貢獻真是偉大。
—————綠色熒光蛋白——————
用諾獎的頒獎詞來形容:綠色熒光蛋白在過去的10年中成為生物化學家、生物學家、醫學家和其他研究人員的引路明燈,成為當代生物科學研究中最重要的工具之一綠色熒光蛋白最初來自於水母,但錢做了重大改造。
這是它的結構,像個桶
它最大的特徵是可以在激發下發出綠色的光。
而且這個蛋白十分穩定,不會干擾其他基因的表達。所以廣為用於生物試驗中。你做了個轉基因實驗,哪些成功了,哪些失敗了,一眼看出來。
錢永健教授的卓越貢獻並不止於此。為了能更好地看清並治療癌症,他的實驗室設計了一種U形的多肽,它能攜帶成像分子或化療藥物,靶向癌細胞;他的團隊創造了一種全新的熒光染料。它能讓神經元細胞膜上的電信號發出亮光,便於研究人員解密腦細胞的功能與相互作用;利用一種植物蛋白,他與同事們又創造了一種全新的標記物,讓科研人員能夠在電子顯微鏡下看到前所未有的細節。
感謝GFP,盯著熒光顯微鏡盯瞎眼。
做完實驗了刷一把:
單純的說下GFP 在研究中的作用,跟同位素標記不同,GFP 可以實現對活細胞的特異性基因的標記,這樣實現對特定基因的追蹤。1)基因表達的示蹤,GFP 通過跟特定基因融合或者利用特定基因的起始密碼子或者終止密碼子來追蹤基因的表達情況,也有人利用這套系統來篩葯。GFP 跟基因融合,也可以解決暫時沒有某個基因沒有很好的抗體的問題。2)尤其是在發育中,GFP 通過跟Cre-Loxp 系統結合來追蹤表達某個基因的細胞最終會變成什麼。3)有些人在包裝病毒感染細胞的時候,或者將外源的質粒導入某個細胞中的時候,可以以GFP 來顯示你的實驗做的情況。大體了解的就這麼幾種。一件有意思的事情是當熒光強度足夠強的時候,熒光在日光下也是可以看得到的。以前有人做過一隻全身表達tdtomato 的老鼠,老鼠在日光下紅彤彤。我們有在Rosa26 位點CAG 驅動的GFP ,老鼠在熒光顯微鏡下毛髮都是綠色的。大師級,傷痛
諸多的回答局限在GFP的神奇作用。
錢永健最重要的貢獻是在使GFP熒光蛋白的改造上。
The Royal Swedish Academy of Sciences announced this morning that the 2008 Nobel Prize in Chemistry was awarded to Roger Y. Tsien, a Howard Hughes Medical Institute investigator at the University of California, San Diego (UCSD), Osamu Shimomura of the Marine Biological Laboratory, and Martin Chalfie of Columbia University. The three were honored for 「the discovery and development of the green fluorescent protein, GFP.
錢永健自稱是「做了工程師的活」。因為因為發現熒光蛋白的人不是他,首次應用的熒光蛋白人不是他。不過它完美地改造了它並成就了它。
日本人下村修是個海洋生物學家,發現海洋生物水母能夠發出微弱的光。就捕撈了大量水母提取了發光物質,鑒定出了熒光蛋白。而美國人馬丁·沙爾菲用了這個讓它做成轉基因,利用這個熒光來觀察活體生物。展示了綠色熒光蛋白作為發光的遺傳標籤的作用。
天然的綠色熒光蛋白髮光強度非常弱,而且極容易淬滅。錢永健則是最快實現這個熒光蛋白改造的人。基因工程的突變從某種意義上講,他的確是工程師。日本人發現了一個很有意思的東西,美國人利用這個東西找到了它應用的突破口,而錢永健則完美的解決了實現它應用的各個細節問題。
一方面改造了天然的熒光蛋白,使得其發光強度提高。
中間的三個氨基酸(絲氨酸酪氨酸甘氨酸)形成的環化三肽發色基團。基因工程改造使得這個生色基團更加穩定,電子轉移效率更高。
還有,基因工程的改造使得生色基團的發光發生改變。也就能夠發出不同的光。「我總是被色彩所吸引,」錢永健說,正是色彩,讓他的工作更有趣,當工作進展得不順利時,因為色彩,我可以把工作繼續進行下去。如果我天生是色盲,估計我不會取得今天的成就了。」也正是這個技術,科學進入細胞內的美麗世界。
一句話足夠了。不能想像沒有熒光蛋白的現代生物學研究。
錢老語錄:我不是中國科學家。不喜歡中國菜。"
"我在美國出生,成長,但是我不太會說中文。我是美國科學家,這一點很確定。我不是中國科學家。"
當我這時候才得知這個消息時我很驚訝,因為就在昨天我還在家翻翻以前的雜誌看到過關於他之前得諾貝爾獎的報道要知道作為錢學森的堂侄,他的學術成就一直就被我們關注著,可惜已經走了,一路走好!
默哀,續…
他照亮了生命科學
網上看到的,覺得很好就抄過來了64歲早逝,在諾獎紀錄片裡面還演奏了貝多芬的悲愴奏鳴曲第二樂章,沒想到成了終曲~
他的研究成果,照亮了生物這個大坑。。。
又走了一位大師,之前2010年諾貝爾化學獎就走了一位,2010年諾貝爾醫學獎得主也走了~
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