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阿达·约纳特

阿达·约纳特

2009年 诺贝尔化学奖
简介
以色列魏茨曼科学研究所结构生物学系教授。因对“核糖体结构和功能的研究”获得2009年诺贝尔化学奖,是1965年以来第一位获得诺贝尔化学奖的女性。
教育与工作经历

    1968年,以色列魏茨曼科学研究所,博士

    1969-1970年,卡耐基梅隆大学和麻省理工学院,博士后

    1988年至今,魏茨曼科学研究所结构生物学系主任、教授

主要奖项及荣誉
    • 2003年,美国国家科学院外籍院士
    • 2007年,沃尔夫化学奖
    • 2009年,诺贝尔化学奖
主要学术成就

蛋白质在生命活动中发挥关键作用。核糖体是生物体中蛋白质合成的分子机器。约纳特教授聚焦于核糖体的 X 射线晶体学研究,确定了核糖体完整的高分辨率的三维结构,确认了新合成蛋白质的通道,并发现了引导多肽聚合过程的通用对称区域,揭示了核糖体合成蛋白质过程中延伸捕获、门控、细胞内的调节以及蛋白新生链的运输等过程的动力学过程,阐明了蛋白质合成过程的作用机制。为开展核糖体的晶体学研究,约纳特教授开创性地建立了低温 - 生物晶体学,它可以针对一些复杂的研究项目,目前已经被广泛应用于结构生物学的研究。

介绍

我于 1939 年出生在耶路撒冷,是一个贫穷的家庭,与另外两个家庭及其子女共住 一间四居室出租公寓里。 童年时代的回忆集中在父亲的医疗状况和我对了解身边自然 规律的强烈愿望。艰难的生活条件并未削弱我的巨大好奇心。五岁的我已经开始积极观 察这个世界。一个实验中,我尝试用公寓内的家具来测量我们小阳台的高度。我把一张 桌子放在另一张桌子上,然后再在桌上叠椅子,放在凳子最上面,但这样还是没能触及 天花板的高度。于是,我爬上了自己搭建的“建筑物”,结果摔到一楼后院,摔断了胳 膊......有趣的是,这个实验的结果仍     然未知,因为现有租户公寓又重新改造了天花板。 

    我的父母都在宗教家庭长大,父亲接受犹太教教育,而母亲则学习女性家庭技能。 同样,我家所有学校教育模式沿袭了父母当时的方式。但即便父母因贫穷和缺乏正规 教育,他们打破了此前的惯例,竭尽全力让我在一所名为“Beit Hakerem”的语法学 校接受正规教育。

     其实,当我医疗部队的“最高机密办公室”服完义务兵役之后,我有幸接触到 临床和医疗事务,随后便前往耶路撒冷希伯来大学就读。在那里,我完成了化学、生 物学和生物化学和生物物理学的本科和硕士学习,之后的博士工作是在魏茨曼研究所 完成的,我试图揭示胶原蛋白的高分辨率结构。再然后,我在宾夕法尼亚州匹兹堡梅 隆研究所进修博士后的第一年继续研究纤维蛋白(肌),然后转到麻省理工学院(MIT) 研究白蛋白葡萄球菌核酸酶的结构。在完成博士后研究后的 1970 年底,我回到了魏茨 曼研究所。在那里,我在以色列发起并建立了第一个生物晶体学实验室,曾近十年来 一直是这类研究的唯一实验室。

    20 世纪 70 年代末,我是魏茨曼研究所的一名年轻研究员,我有一个雄心勃勃 的计划:揭示有关活细胞的一个重要课题——蛋白质生物合成的过程。为了这个目标, 我想确定核糖体的三维结构 - 用于将遗传密码中编写的指令转录到蛋白质的细胞工厂 - 从而揭示指导该过程的机制。这便是我长达二十年的漫长任务的开始,期间我曾遭 到国际科学界的怀疑甚至嘲笑。我可以将我的科研旅程比作攀登珠穆朗玛峰,每当翻 越一座珠穆朗玛峰后,一座更高的珠穆朗玛峰又耸立在面前。

    我与柏林马克斯普朗克分子遗传研究所的 H.G. Wittmann 教授合作开始了这些 研究,他还从学术和经济上支持这项研究。与此同时,在最初美国国立卫生研究院(NIH) 提供少量资助的情况下,我也在魏茨曼研究所维持自己的实验室。多年后,海伦·金 梅尔夫人在魏茨曼研究所建立了一个大分子组合中心, 随后由我带领来自世界各地的 众多研究员开展研究工作。虽然我的研究从理解生命的一个基本组成部分开始,但它 让我间接详细认识了一些使用最广泛的抗生素的作用。我的研究成果不仅可以帮助开 发更有效的抗菌药物,还可以为科学家们提供抗击耐药细菌的新武器 - 这个问题被称 为 21 世纪最紧迫的医学挑战之一。

    由于核糖体对生命至关重要,全球科学家们多年来一直努力探索它是工作机制,但若不了解它的空间结构,就不可能做到全面了解。为了在分子层面揭示三维结构, 我们需要晶体,但当处理核糖体时又面临额外的挑战。核糖体是蛋白质和 RNA 链的复 合物,其结构非常复杂;它非常灵活,不稳定,缺乏内部对称性,所有完成结晶更是 一项艰巨的任务。

    对所有科学家而言,真正的科学发现才是至关重要的。从我的研究说,我能回 忆起这样的话:' 为什么要研究核糖体,它们已经死了 ...... 我们知道所有关于它们的知 识',或者:'这是一条死路',或者:'你死之前都不会有结果'。事实上,令我满意的是, 这些预测最终被证明是错误的,核糖体不但是活的并且活蹦乱跳得像我一样,它们的 高分辨率结构促进了许多高级研究。

    未来做什么?我们计划展望遥远的过去。所有生物中都发现了核糖体的存在 - 从酵母和细菌到哺乳动物 - 它们的活性位点的结构在整个进化过程中得到了极好的保 存。我们已经确定了在现今生物的核糖体内的一个区域,似乎是产生肽键并产生生命 的原始装置痕迹。第一个核糖体是如何形成的?他们是如何开始生产蛋白质的?它们 是如何演变成我们今天在活细胞中看到的复杂蛋白质工厂的?我们计划在未来的工作 中回答这些相关问题。

    荣膺诺贝尔奖让核糖体进入了公众视野。它激发了真正的科学兴趣,并开启了 许多年轻人的想象。由于我的卷发,以色列国内诞生了一句新谚语:“卷发意味着一 个充满核糖体的头”。此外,我们的研究也惊扰到了可爱的北极熊宝宝,它们启发了 我的研究。遗憾的是,它们的生存正由于气候变化而受到威胁。

    没有许多人可能单枪匹马获得成功,是众人的帮助和参与使我研究获得进展 和成果。感谢魏茨曼研究所,尤其是其所长 Michael Sela 和 Haim Harari,他们与我 共事二十多年并支持我的工作;感谢向马克斯·普朗克协会,特别是与我共同发起研 究项目的已故 H.G. Wittmann 教授,正是他的资助让我在核糖体及其晶体研究道路上 逐梦前行;感谢 Helen Kimmel 女士建立和维护 Kimmelman 中心,为我们初期沿研 究铺平道路;感谢我在汉堡的同事(例如 Frank Schluenzen,Heike Bartels,Joerg Harms 和 Ante Tocilj),以色列的同事(尤其是 Anat Bashan,Ilana Agmon,Tamar Awerbach,Ziva Berkovitch-Yellin,Raz Zarivach 和 Shulamit Weinstein), 以 及 我在柏林,不论是在研究顺境还是逆境中的奉献和热情的合作者(尤其是Francois Franceschi)。

    最重要的是,我要感谢我的家人,即便我经常不辞而别,有时心思也没有真正 放在家庭上,但他们依旧无条件的支持我的研究工作。这些家人包括我的父母,特别 是我的母亲。在我还是个孩子时,父亲就去世了,母亲不辞辛苦地抚养和教育我;感 谢我的妹妹 Nurit 和我的女儿 Hagith 不论我是否在他们身边时对我的理解和宽容;感 谢我的孙女 Noa。五岁时,她邀请我去她的幼儿园谈论核糖体!