拉马克里希南（左） 尤纳斯（中） 施泰茨（右）
瑞典皇家科学院10月7日宣布，3位科学家因揭示了DNA链状结构上的编码信息是如何翻译组成生命物质的蛋白质，获得了2009年度诺贝尔化学奖。来自剑桥大学分子生物学实验室（LMB）的文卡特拉曼·拉马克里希南(Venkatraman Ramakrishnan)、耶鲁大学的托马斯·施泰茨(Thomas Steitz)和以色列魏茨曼科学研究所的阿达·尤纳斯(Ada Yonath)，将于12月10日在斯德哥尔摩分享总额为1000万瑞典克朗（约140万美元）的奖金。
核糖体研究获殊荣
3位科学家和他们的合作者各自独立地利用由强场粒子加速器产生的X线照射，并运用巨型计算机进行计算，成功地绘出了细胞内称为核糖体的大分子复合体中数十万个原子的分布图。在一次新闻发布会上，瑞典皇家科学院称，他们得奖是因为“揭示了核糖体的结构及其是如何在分子水平上发挥作用的”。
根据细菌核糖体设计的一些抗生素，他们的工作在医学上已经有了重要的应用，可以使一些细菌中止对它们的宿主的伤害。瑞典科学院称，核糖体的研究正在被用于开发新的抗生素。
拉马克里希南博士于1952年生于印度奇丹巴拉姆邦，在俄亥俄大学获得博士学位，并加入了美国国籍。施泰茨博士则于1940年出生于密尔沃基市，在哈佛大学获得博士学位。尤纳斯博士于1939年生于巴勒斯坦耶路撒冷，在以色列魏茨曼科学研究所获得博士学位并一直在以色列工作。
当接受电话采访的时候，尤纳斯说，其实有些人早就对她说，她的研究项目会成为诺奖的赢家。然而她补充说，其实“有很多很多的人有很杰出的工作，但是还没有得到这项大奖”。
尤纳斯说，当她收到获奖消息时正在工作，同时还在照顾着她的13岁的孙女。最早向她道贺的人中，有以色列总统西蒙·佩雷斯(Shimon Peres)，他与已故总统伊扎克·拉宾(Yitzhak Rabin)和（巴勒斯坦）亚西尔·阿拉法特(Yasir Arafat)一起获得过1994年的诺贝尔和平奖。
美国化学会会长托马斯·莱恩(Thomas Lane)说，尤纳斯是1964年以来获得诺贝尔化学奖的第4位女科学家，这折射出“该领域中性别比例的巨大变化”。目前，超过50%的化学学位是由女性获得的。
在一次电话采访中，拉马克里希南说，当他被第一个告知获奖时，他认为这只是个笑话而已，“有点喘不出气的感觉”。当被问及如何使用这笔奖金时，他笑了笑说，到目前为止他还未能拥有自己的一辆轿车，但是他会为他在纽约当大提琴手的儿子买一把新的大提琴。
绘制核糖体结构图
如果说，由DNA字母排列组成了生命的设计图的话；那么，核糖体就是（生命）工厂的楼层。遗传的主控分子DNA是从细胞的核中开始产生的，利用A、G、C 和 T等四种化学基团或者称核苷酸编码了生命的组成物质，尤其是蛋白质保证了生命的运动。
当某种基因、也即包含制造某种蛋白质的指令的DNA片段，被复制来产生一段相同的单链RNA时，这段RNA就如同DNA的一种镜像形象，从细胞核转移到核糖体（有许多种核糖体，但是它们都拥有相同的基本结构）。在这里，另外一个RNA分子读取第一个RNA分子，将氨基酸以适当的顺序拼接成为一种蛋白质。
以上的知识在1960年代已经为大多数生物学家所知道，但是，他们无法更进一步。因为还未能认识核糖体的详细结构，其所包含的数十万个原子成为了一件令人生畏的任务。
尤纳斯的工作开启了新的纪元，美国国立医学科学研究所所长杰里米·M·伯格(Jeremy M. Berg)说：“她是唯一的真正拓荒者”。
早在1970年代，尤纳斯就着手解决这个问题，她从一种名为嗜热脂肪地芽孢杆菌的沙漠细菌提取的核糖体材料中培养晶体，然后用X-射线进行观察。在穿透晶体的各个片层后，X-线就衍射成为一幅由圆点和散点组成的图案，然后通过计算机读取数据并重构成为核糖体的内部结构。这种方法称为X-射线晶体学，已经帮助人类解析了DNA的双螺旋结构。
但是，要想将数十万个原子定位在这幅图画中，绝对不是一件容易的事情。在1980年成功地描述出第一幅核糖体晶体结构之前，她曾进行了不下2.5万次的尝试。20年后，晶体结构催生出了X-射线的图谱：数百万的黑色圆点图示了核糖体中两个亚基之一的大亚基的原子排列结构图。
翻译的拮抗：3位获得者的工作揭示了复杂的DNA翻译机器的原子水平的结构。蛋白质拼接（左）：DNA包含了许多种蛋白质密码，执行着细胞的大多数功能。当这些遗传密码的RNA复制物被核糖体读取后，产生出不同的氨基酸并连接成蛋白质；翻译过程的破坏（右）：一些抗生素通过干扰核糖体生产蛋白质的能力来杀死细菌。获奖者们的研究工作揭示了核糖体的详细结构，有助于新抗生素的开发
一种基于RNA的机器
在尤纳斯成功的同时，其他科学家也进入了该领域，其中包括施泰茨解决了一个关键的问题：如何解释大亚基图案中的点阵。他的工作得到了乔基姆·弗兰克（Joachim Frank）对核糖体的电镜图像的大力支持，后者当时在纽约州奥尔巴尼的沃兹沃思中心工作，现在哥伦比亚大学。同时，拉马克里希南在耶鲁大学与施泰茨的同事彼得·穆尔（Peter Moore）一起，作为博士后开始了对核糖体的研究工作，并成功地解析了核糖体的另一半，人们称之为小亚基。
那时，施泰茨和拉马克里希南在布鲁克海文国家实验室同步加速器光源中心进行X线研究，发现旋转的电子束导致失去的辐射可以用来研究物质的特性（不会产生强大的辐射副作用），并于2000年发表了他们的研究结果。同年，尤纳斯发表了她对核糖体两个亚基的分析结果。
施泰茨是位于纽黑文市的Rib-X制药公司的共同创办者，该公司志在应用核糖体研究来开发和商业化应用相关药物以治疗多抗生素抗性感染。
伯格博士评论说，除了生物医学研究应用之外，核糖体研究的另一个结果是用来解决一个古老的进化问题，即“鸡生蛋还是蛋生鸡的问题”。如果核糖体对于制造蛋白质是必要的，然而它们也是由蛋白质组成的，那么，谁先产生呢？
伯格说，答案在于核糖体的活性区是由RNA组成的。蛋白质似乎是后来加上去的。也就是说，核糖体是“一种基于RNA的机器，在进化过程中获得了制造蛋白质的能力”。
如果核糖体的功能发挥取决于蛋白质，那就会成为一种两难悖论了。伯格说：“这正是进化的关键之处：RNA是什么时候学会制造蛋白质的？”
资料来源 The New York Times
责任编辑 则 鸣