致敬Joan Steitz!2018年拉斯克特別成就獎獲得者

編撰丨小白薯

美國當地時間9月10日,拉斯克基金會正式公佈了2018年拉斯克獎獲獎名單(

2018拉斯克獎公佈丨表觀遺傳、RNA和麻醉受關注

)。2018年Lasker~Koshland醫學科學特別成就獎授予HHMI研究員、耶魯大學 Sterling教授、耶魯大學Boyer分子醫學中心主任Joan Argetsinger Steitz博士,以表彰她在生物醫學領域重要的領導作用,在RNA生物學方面取得的開創性發現以及對年輕科學家的慷慨指導和積極熱情地對女性從事科學研究的支持。鑑於她的傑出貢獻,Steitz的同事和同行向她表達了最深切和崇高的敬意!

致敬Joan Steitz!2018年拉斯克特別成就獎獲得者

Joan A. Steitz

她是RNA領域的大拿

Joan Steitz教授是RNA生物學領域的先驅之一,為我們對RNA Biology的理解做出了許多開創性的貢獻。她因涉及RNA的相關發現而聞名,她發現了mRNA結合核糖體的序列並闡明瞭相關結合機制;她發現了參與RNA剪接的snRNPs(snRNPs是構成RNA剪接體的核心組成部分),闡明瞭相關作用過程;她發現了內含子編碼的核仁小RNA—snoRNAs,主要指導了部分RNA的修飾;她還發現了microRNA在基因調控中的新角色。

她的論文引用4萬七千餘次,即使是近五年的引用也超過1萬次。她的H指數114。因為她的科學貢獻,Steitz所獲得的獎項和榮譽無數。Steitz於1982年當選美國人文與藝術科學院院士,於1983年入選國家科學院院士;於1986年成為霍華德休斯醫學研究所研究員(HHMI);2014年入選英國皇家科學院外籍院士。獲得無數學校的榮譽博士學位,眾多科學大獎,就不在此一一列舉。

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Joan A. Steitz從里根總統手中接過美國國家科學獎章

然而,她的成就遠不止如此,她在促進女性科學進步、女權在科學研究中的平等,以及她對年輕科學家的慷慨指導等社會作用方面同樣與她的科學成就重要。

Joan Steitz教授履歷

Joan Argetsinger Steitz 教授1941年出生於美國明尼蘇達州。1963年,Steitz在俄亥俄州Antioch College獲得化學學士學位,並在MIT的Alex Rich實驗室首次對分子生物學感興趣。她博士就讀於哈佛大學的生物化學與分子生物學系。在那裡,她成為了諾貝爾獎獲得者 James Watson實驗室的第一位女研究生。她的博士課題是使用噬菌體模型系統研究mRNA的翻譯過程。她於1968年獲得博士學位,並在讀博期間的1966年,她與她的丈夫,後來同樣是耶魯大學的Sterling教授,2009年諾貝爾化學獎獲得者Thomas Steitz結婚。

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1969年Steitz在劍橋大學(英國)的MRC分子生物學實驗室與Francis CrickSydney BrennerMark Bretscher合作,從事博士後研究。在MRC,Steitz專注於細菌如何知道在哪裡開始mRNA的“閱讀框架”的問題。在這個過程中,Steitz在RNA病毒mRNA上發現了確切的序列,細菌核糖體在這些mRNA上結合產生蛋白質。1969年,她在Nature上發表了一篇開創性論文(下圖),展示了綁定起點的核苷酸序列,成為了第一個描述原核生物RNA翻譯起始位點的人【1】。這一發現幫助她後來在耶魯大學建立自己的實驗室,在那裡她繼續積極投入研究至今。

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她於1970年加入耶魯大學。作為一名獨立研究者,她將注意力轉向真核細胞,重點關注為什麼真核細胞會在細胞質中以mRNA的形式在細胞核中產生過量的RNA。

Steitz的研究涉及確定小RNA蛋白複合物的結構和功能。1975年,她發現核糖體使用互補鹼基配對來確定mRNA的起始位點 【2】。

1977年,當Phillip Sharp和Richard Roberts等發現RNA剪接現象時,Steitz很興奮並觸動她開始研究RNA剪接的過程。1980年,Steitz與Michael Lerner合作發表了另一篇重要論文,利用免疫沉澱法與來自患有自身免疫的患者的人類抗體分離和鑑定新的實體,並檢測它們在剪接中的作用。出乎意料的是,她們發現這些抗體與特定蛋白質相關的小核RNA分子(snRNA)結合,並存在於小核核糖核蛋白(snRNPs)的複合物中【3,4】。

snRNP是一種特定的短的RNA,長約150個核苷酸,與蛋白質相關連,參與pre-RNA剪接內含子,這也是剪接體的一個組成部分。Steitz實驗室的後續工作表明這些snRNP可能參與拼接的可能性【4】。她繼續研究snRNPs並確定了U1 snRNP複合物與未加工mRNA的剪接位點的結合【5】。這些發現有助於推動關於小型非編碼RNA在許多生物功能和疾病中發揮關鍵作用的認知

Steitz和她的團隊隨後詳述了幾種核糖核蛋白參與前體mRNA剪接和成熟mRNA產物的產生【6】。後來,她的實驗室發現了另一個沒有預料到的發現,表明部分內含子可以形成與核糖體RNA相關但不是蛋白質編碼的小核仁RNA(snoRNA)【7】。snoRNP參與一小部分mRNA剪接反應。通過分析snoRNPs基因的遺傳位置,她最終證明了內含子不是“垃圾DNA” 【8】。對比起來,snoRNPs的發現工作真正具有開創性,因為它建立了RNA的基本新功能,不依賴於編碼和核酶活性,首次表明小的非編碼RNA是細胞用於調節生物過程的重要工具。Steitz的工作推動了RNA生物學領域的發展,這是一項關於小的非編碼RNA的意外發現。

Joan Steitz是科學女性工作者的開拓者

Joan Steitz的職業生涯開始於一個女性科學家非常罕見的時代。最初,在完成本科學位後,她本想成為一個醫生。於是她申請了哈佛大學醫學院,並被錄取。但是在明尼蘇達大學Joseph Gall 實驗室實習一個夏天后,她在科學探究方面的才能使Joseph Gall 鼓勵她從醫學院轉到哈佛大學的生物化學和分子生物學系。於是,她拒絕了醫學院,成為進入生物化學和分子生物學課堂的唯一女性,併成為James Watson實驗室的第一位女研究生。

1960年後期,當她和她的丈夫一起去劍橋做博士後時,在美國主要大學的科學教職序列中基本沒有女性。因此,那時候做研究的她,似乎沒有給自己定下什麼人生目標,比如一定要為以後在大學謀取一份工作。也正因為如此,Steitz在博士後期間意想不到的成功要歸功於她承擔高風險項目的精神和自由。因為她當時的課題對於男性博士後同行來說都太具挑戰性和存在太大風險,因為如果它做不出來,他們將無法在兩年的博後期間輸出任何成果。既然她從沒想過會有自己的實驗室,那麼她就可以接受這個項目,這個項目使她發現核糖體如何識別mRNA上的翻譯起始位點。

1967-1970年間的英國,女權的運動發生了。1970年,人們突然開始向她提供大學院系的職位。當Joan Steitz憑藉自己的工作第一次在耶魯大學獲得教職時,她對自己是否能勝任這項任務表示懷疑和忐忑。幸運的是,她得到了她的前任導師 James Watson的指導與支持。James Watson分享給她自己的經歷——他何時開始擔任哈佛大學教授以及他是如何做同樣的噩夢。同樣,他的丈夫Thomas A. Steitz也給予了她非常大的支持,並鼓勵她去追求自己的事業。於是,她知道她的自我懷疑是正常的,她已準備好接受建立自己的實驗室的挑戰。

在耶魯大學,Steitz持續在自己的領域開疆拓土,一步一步建立起自己的名聲和地位,併成為女性科學家的典範。

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Joan A. Steitz和她的丈夫Thomas A. Steitz

Joan Steitz是提高婦女地位的倡導者

Steitz對於社會的影響不止於她的科研成就,她對女權運動的推動作用也非常大,她是提高婦女地位的倡導者。在她的職業生涯中,Steitz一直倡導並努力將更多女性納入科學領域。在她的職業生涯早期,Steitz注意到自己是實驗室和部門中女性的榜樣。

Steitz會確保她的所有學生都有獨立的研究項目,她特別鼓勵女性學員,她覺得這種模式是成功的,從她的科學成就來看便知。她的模式激發了實驗室最初的科學成就

在她的職業生涯後期,她進入更加活躍的政治家行列。2005年,Steitz被邀請加入一個小組,該小組將撰寫國家科學院關於學術科學中婦女狀況的報告,概述女性參與科學的障礙。她成為Rosalind Franklin Society的創始董事會成員之一,該協會致力於尊重和提升女性科學【9-12】。

顯然,自從Steitz成為即將到來的研究生班級中唯一的女性以來,社會已經進步了很多,但Steitz強調還有很多工作要做。其中,美國國家科學基金會最近的一項調查發現,55%的生命科學博士是女性獲得的,但新聘用的助理教授職位中只有三分之一由女性擔任【10】(這是美國數據,中國似乎更少!)。她還強烈支持最近的NAS研究,該研究呼籲大學採取更嚴厲的措施,對付那些騷擾女科學家的人。拉斯克基金會引用了Steitz在其9月11日公告擴大我們對RNA生物學的理解,以及終身倡導將女性納入科學的開創性作用。

一個當之無愧的榮譽—Lasker獎

Joan Steitz是一位傑出的科學家,在RNA Biology領域擁有令人欽佩的貢獻。今年的Lasker~Koshland特別成就獎不僅標誌著她在自己領域取得的成就,而且還標誌著Steitz在職業生涯中不斷努力支持女性從事科學研究。她的貢獻值得這個榮譽!

她是自己領域中的佼佼者,她培還養了近200名的科學家。

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Joan A. Steitz在她自己的實驗室

Steitz對科學工作的支持也超越了女性,包括所有年輕科學家。在她自己的實驗室裡,她經常從她課題組博士後研究人員獨立完成的論文中刪除自己的名字。她實驗室發表的360多篇論文中,60多篇沒有Steitz的名字。她擔任Jane Coffin Childs紀念基金會的主席十多年,幫助在研究癌症和其他危及生命的疾病領域的年輕博士後人員提供研究資金。

“我希望能夠為我所愛的科學作出合理的貢獻,並被稱為一個理性的人,” Steitz告訴基金會說,“還能說什麼呢?”【12】

參考文獻及資料:

1. Steitz JA. Polypeptide chain initiation: nucleotide sequences of the three ribosomal binding sites in bacteriophage R17 RNA. Nature. 1969;224(5223):957–964.

2. Steitz, J. A.; Jakes, K (1975). "How ribosomes select initiator regions in mRNA: Base pair formation between the 3' terminus of 16S rRNA and the mRNA during initiation of protein synthesis in Escherichia coli" .PNAS. 72 (12): 4734–4738.

3. Lerner MR, Steitz JA. Antibodies to small nuclear RNAs complexed with proteins are produced by patients with systemic lupus erythematosus. PNAS. 1979;76(11):5495–5499.

4. Lerner MR, Boyle JA, Mount SM, Wolin SL, Steitz JA. Are snRNPs involved in splicing? Nature. 1980;283(5743):220–224.

5. Mount SM, Pettersson I, Hinterberger M, Karmas A, Steitz JA. The U1 small nuclear RNA-protein complex selectively binds a 5′ splice site in vitro. Cell. 1983;33(2):509–518.

6. Black DL, Chabot B, Steitz JA. U2 as well as U1 small nuclear ribonucleoproteins are involved in premessenger RNA splicing. Cell. 1985;42(3):737–750.

7. Tycowski KT, Shu MD, Steitz JA. A mammalian gene with introns instead of exons generating stable RNA products.

Nature. 1996;379(6564):464–466.

8. Thomas R. Cech and Joan A Steitz (2014) “The Noncoding RNA Revolution—Trashing the Old Rules to Forge New Ones.” Cell 157 (1): 77-94.

9. https://news.yale.edu/2018/09/11/yales-joan-steitz-honored-lifetime-achievement-lasker-foundation

10. https://www.jci.org/articles/view/124208

11. https://en.wikipedia.org/wiki/Joan_A._Steitz

12. http://www.courant.com / education/hc-news-yale-argetsinger-steitz-wins-lasker-20180910-story.html

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