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核酶发现者Cech, 一个不太自信的科学家

来源：爱乐趣网时间：2020年06月25日 22:34

原标题：核酶发现者Cech, 一个不太自信的科学家

今天给大家介绍的是核酶的开拓者， Thomas R. Cech, 让我看一看他的核酶发现历程，其实还蛮忐忑的。

在20世纪70年代，主流的研究还停留在整个基因组层面。Cech 做博后的实验室比较关注染色体的DNA和蛋白的组装。但是Cech自己并不太满意这种整体的研究手段，开始对某些特殊的基因表达感兴趣。

于是，在他建立自己的实验室以后，就把全部的精力都投入到rDNA（编码核糖体rRNA的基因）的研究中。四膜虫（Tetrahymena）被选中的原因在于，其rDNA不是埋在巨大的染色体中，而是位于核仁里，并且拥有10000个拷贝。所以很容易将DNA提取出来，来研究它的转录调控。

虽然偶尔发现几个四膜虫的物种的rDNA含有intron也就是基因间区域（IVS），但是因为在真核中比较普遍，因此发现一个新的IVS丝毫没有影响他们研究转录调控蛋白的计划。

当时的研究手段主要是利用无细胞转录体系，他们发现转录产物中除了rRNA前体以外，还有比较小的RNA条带出现，似乎是rRNA在成熟过程中被剪切下来的废弃物。他的学生也真的去鉴定了，果然是IVS序列，这个非常合理，rRNA的剪切嘛就是要把IVS序列切掉。既然存在剪切，那肯定有酶存在。

那怎么找呢？先要把未剪切的前体给提取出来，然后用不同的核提取物去处理，最后找到负责剪切的酶。

做过实验都知道，实验一定要有负对照。所以做这个实验的研究生Art Zaug带上了一个只有前体而不加核提取物的负对照。第一次尝试非常成功，加入了核提取物的，那个RNA前体确实发生了剪切。诡异的事情出现了，负对照也出现了同样的情况。

正常的老板都会这样鼓励你,Cech也不例外，因此，他对Art说，这个结果非常激动人心，但是你的负对照是不是搞错了，再仔细想一想。Art肯定一脸无奈，好吧，我再重复一遍。几次重复都是如此。Cech只好无奈地接受这一现实。

那就看看剪切产物究竟是什么？通过测序发现，剪切下来的序列跟IVS序列几乎完全吻合，仅仅多了一个G。另外一方面，他们还同时发现体外转录必须有GTP和Mg2+才能发生剪切。这难道是一个巧合么？

Cech亲自上阵，利用P32放射性同位素标记的GTP和无标记的RNA前体孵育。这是他做过最奇怪的实验。仅仅将GTP和RNA放在一起就能产生一个共价键，这个想法在当时实在太天真了，毕竟酶的化学本质是蛋白这个固有观念实在太深了。为了防止丢人，Cech偷偷地做，没有给任何人说。

第二天显影之后，看到结果的那一刻，手微微有些颤抖。

他看到了核酶的闪光，那是一条非常耀眼的条带，其他负对照都没有那条带出现。

一颗心终于放下！

Cech简历

1970年，在格林内尔学院获得学士学位。

1975年，在加州大学伯克利分校完成博士学位，随后在MIT做博士后。

1978年，在科罗拉多大学任教。

1987年，当选为美国国家科学院院士。

1988年，被选为美国艺术与科学学院院士，获拉斯克基础医学研究奖。

1989年，获得诺贝尔化学奖。

2000年，任HHMI主席。

2009年，重返科罗拉多大学，继续教学和研究。

来源：微信公众号“science后花园”

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