耶鲁大学分子生物物理学和生物化学教授、霍华德·休斯医学研究所研究员托马斯·施泰茨（Thomas Steitz），由于阐明了细胞内部生产蛋白质的工厂——核糖体的结构和功能，与英国医学研究委员会剑桥分子生物学实验室的万卡特拉曼·莱马克里斯南（Venkatraman Ramakrishnan）和以色列魏茨曼科学研究所的阿达·尤纳斯（Ada Yonath）一起获得了今年的诺贝尔化学奖。当施泰茨博士获得诺奖后不久，《科学美国人》记者劳里·维格勒（Laurie Wiegler）就核糖体研究工作及影响等，对施泰茨进行了专访。
托马斯·施泰茨
从核糖体小亚基入手
记者：您将核糖体中的十万个原子的分布都绘制了出来。具体方法是采用同步加速器产生的X射线，使核糖体内的原子发生散射进而确定它们的位置。在此过程中您遇到了哪些挑战？
施泰茨：研究核糖体的困难之处在于它的分子量很高。可以作出这样的比较：如果与一个肌球蛋白这样的小分子结合，汞分子会产生巨大的信号；而当与核糖体结合时却不是这样（添加汞这样的金属会促进散射，从而使信号得以加强）。所以，我们使用一种包含18个钨原子的重原子簇（互相结合），使它们彼此紧密结合。在低分辩率状态下，它们会如同一个原子那样进行散射，这样就产生了我们所梦寐以求的强大信号。
记者：我们知道，在细胞的蛋白质生产过程中，核糖体首先识别由信使RNA传递出的遗传密码；然后，在转运RNA的帮助下，将氨基酸连接成为一个蛋白质，此过程被称为翻译。在1990年代中期，当您开始您的研究工作时，您期待回答一个什么样的核糖体问题？
施泰茨：当时我们正在试图回答核糖体为什么能够识别来自信使RNA的遗传密码，并由转运RNA加以连接的相关机制的结构基础。这样的识别工作是从核糖体小亚基入手进行的。另外一个问题是：核糖体是如何催化氨基酸之间化学键的形成使之与转运RNA相连接，这是由核糖体的大亚基完成的。
那时候我们发现：这样的催化作用完全是由RNA完成的，这与这样的假说是一致的：原初核糖体（的化学本质）都是RNA，这与“先有鸡还是先有蛋”的进化问题多少有些相似。你不能用蛋白质来制造蛋白质，如果第一种蛋白质是一种酶的话，所以你可以用RNA来加以替代。
课题相同但视角不同
记者：您居住在美国，而您的诺奖共同获得者分别来自英国和以色列。这是否多少有些地理上的相关性；或者，这只是因为您们在该领域中的领先地位而使您们研究同一个问题？
施泰茨：虽然我们研究的是同一个问题，但是我们的研究工作却是各自独立的。莱马克里斯南最早开始研究核糖体的小亚基，那时候他在犹他大学担任教职，后来他搬家到了（英国）剑桥。阿达·尤纳斯一直在以色列工作，并且多年在柏林马普学会担任兼职工作。而我呢，长期来一直在纽黑文市工作。
应该说，我们开始的工作是各自独立的，工作中也是各自独立进行的；我们在文献中会了解彼此的工作，但我们都没有进行任何合作与交流。
记者：但是，您们研究的是同一个课题。
施泰茨：课题是同一个，但研究的视角（和方向）是不同的。尤纳斯的工作同时针对核糖体的大亚基和小亚基进行，莱马克里斯南研究的是小亚基；而我们（在耶鲁大学的团队）研究的则是大亚基。
记者：您的工作开始于1995年，但是一直到2000年才发表自己的研究成果。这其中的5年间您都做了些什么？
施泰茨：就研究问题的规模和所需要的技术开发来说，5年是过得很快的。在这5年中，大量的时间被用于开发X线收集和计算工具，缘于后期数据收集技术的巨大改进，使我们的工作提速很快。
无法与DNA结构媲美
记者：据称，耶鲁大学分子生物物理学和生物化学系主任帕特里克·宋（Patrick Sung）评论说，基于“如果缺乏具有正常功能的核糖体，细菌将无法存活”，而您的工作将产生特定的功用。（您的）“此项研究工作将有可能催生更为有效的细菌感染治疗药物，机制是通过设计新的靶向核糖体的抗生素”。并且，您在纽黑文市创办了一家志在开发新抗生素的大型生物制药公司——Rib-X公司。为什么这项工作会使寻找新抗生素的药企界人士如此的激动？
在实验室中，施泰茨手中拿着核糖体结构模型
施泰茨：我的看法是这样的：Rib-X公司针对核糖体来设计化合物的工作是非常有效的，它与以往常规的药物设计工作的靶向是不同的。
细菌体是具有进化功能的，它们会逐渐变得对已有药物产生抗性。有时候，它们会产生回复突变，其影响取决于突变对细菌生命周期的损伤作用程度。近年来，导致对特定化合物产生抗性的突变在不断地增加，所以，人们在不断地寻找新的抗生素药物。
记者：您会不会把核糖体结构的发现与DNA双螺旋结构的发现相提并论？二者是否可以说是一样值得人们的尊敬？
施泰茨：我并不认为这项发现有后者一样广泛的影响力。它的重要性不在于对结构的发现，而在于碱基的配对行为，并使我们清楚地了解DNA复制、产生下一代DNA（和生物产物）的机制。我觉得这是此发现的重要之处。
记者：是的，您们的研究工作对于生物学来说，是居功至伟的。您希望您的核糖体研究工作将产生与DNA结构发现相提并论的人文影响吗？
施泰茨：这是一个非常难以回答的问题，也是两种境界的事情。如果你和生物学家们谈到与认识核糖体的结构和功能，并在此基础上设计新分子相关的话题时，它是非常有意义的。但是，我觉得它不可能产生与DNA双螺旋结构相同的影响力。很多科学发现都无法与双螺旋结构相媲美。
资料来源 Scientific American
责任编辑 则 鸣
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今年69岁的托马斯·施泰茨获得本年度诺贝尔化学奖，不仅是对他核糖体开创性研究工作的肯定，还由于其对下游的研究工作做出了开创性的贡献，包括对下一代抗生素富有前途的优化工作。他的这些工作此前得到过许多奖项：盖尔德诺基金会国际奖（该奖项于2006年被授予了他在耶鲁大学担任生物化学研究员的妻子琼）；路易斯·S·罗森斯蒂尔奖和纽科姆·克利夫兰奖。