两年在《科学》杂志连发4篇长文 复旦肿瘤医院专



汪祯仪 中青报·中青网记者王烨捷

日前,2021年“科学探索奖”获奖名单公布,50位青年科学家获奖。其中,复旦大学附属肿瘤医院、生物医学研究院的徐彦辉以他在生命科学领域的表现,脱颖而出。

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徐彦辉团队的研究,拓展了人们对于基因转录的理解——从去年年初至今,徐彦辉带领团队在《科学》(Science)杂志连发4篇长文,揭示了转录起始的基本机制,其中最新的研究成果作为封面文章,颠覆了经典教科书上对于启动子识别的传统看法,也为调控和干预疾病的异常基因表达研究提供了理论上的参考。

“以往绝大部分的基因转录研究运用的只是一个简化的模型,实质上是用一种特例解释所有情况。而我们的研究成果,从更广义的层面上还原了生命活动的本质。”徐彦辉在结构生物学领域的研究已经持续了20余年,“在细胞里面,有千万量级的蛋白质。只有获得这些蛋白的三维结构,才能很好地理解它的功能。”他最新的研究突破,正是通过冷冻电镜技术,揭示了转录起始过程中重要蛋白复合物的分子机制,其结构及其所提示的功能关联性对后续转录机制研究具有重要的指导意义,将分子生物学领域相关研究推到了一个新的高度。

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遗传信息在细胞内的生物大分子间转移的基本法则被称作“中心法则”,是分子生物学中描述细胞生命活动最基本、最重要的规律,在过去半个多世纪都是生命科学领域的研究重点和热点。“这是我们做结构的、做生物的,所有学者一定会想到和感兴趣的研究方向,因为这几乎是细胞内最复杂的一个体系,是一个亟需结构生物学来回答的重要科学问题”。

但是客观上,相关研究确实有较大难度,加之学界相关领域的研究成果几乎为国外几个主要的实验室所主导,所以尽管国内外学者普遍认识到该领域研究的重要性,却仍碍于较高的研究门槛和占据统治地位的学界大拿而“望而生畏”。

徐彦辉来到复旦大学之后,扎根DNA甲基化动态调控过程的相关蛋白质结构研究领域,这是基因转录调控的关键课题。从2013年至2015年,团队在DNA甲基化和去甲基化方向取得突破性成果,并发表1篇《细胞》(Cell)和2篇《自然》(Nature)期刊文章。

随着冷冻电镜技术的进步,他的团队开始研究更为核心也更为复杂的转录起始问题,经过了5年的努力,终于在近两年硕果频收,半年内《科学》(Science)连发两篇长文,首次报道了包含TFIID的完整转录前起始复合物(PIC)结构与首个结构与功能完整的转录前起始复合物-中介体(PIC-Mediator)复合物,并揭示了它们的动态组装过程与分子机制,在“围绕启动子区转录起始过程的调控”这个细胞体系内最为核心的生命过程的重大前沿课题方面取得了重大突破。其中PIC-MED完整转录起始超级复合物含76个亚基,分子量达到四百万道尔顿,达到了结构研究的新纪录。

据悉,“科学探索奖”是由腾讯基金会出资支持、科学家主导的公益性奖项,是目前国内金额最高的青年科技人才资助计划之一。今年,复旦大学有2位青年科学家获奖,分别是生命科学领域的徐彦辉,数学物理学领域的沈维孝。两年来,复旦总共5位老师获奖。




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