《自然》2014年度十大科学人物:彗星猎人
MASAYO TAKAHASHI:
干细胞测试者
9月12日是一个周五,Masayo Takahashi静坐了1个小时,冷静地反思这10年的研究。
作为日本理化学研究所发育生物学中心(CDB)的眼科医生,Takahashi正打算观察她培养的移植入一位女性受伤视网膜后方的一片上皮细胞。她利用诱导多能干(iPS)细胞制作了这些细胞。这次移植将成为这种疗法在人体上的首个试验,因此也是干细胞领域的重要里程碑。
在静坐中,Takahashi仔细地思考帮助她想到这一点的人,(“有如此多的人,就好像电影结束时的名单一样”),而且,今年年初,干细胞研究界的丑闻也影响了该项目的轨迹。“它就像一个神圣的时刻。”她说。
10年来,Takahashi试图使用干细胞修复视网膜损伤。当2006年京都大学干细胞科学家山中伸弥发现如何更简单地制备iPS细胞后,她的研究也得到大肆宣扬。与山中伸弥一起,Takahashi发展出如何将iPS细胞转化为视网膜上皮细胞片的方法。然后,她在老鼠和猴子身上测试了这些细胞,并突破制度障碍,招募患者参与实验。
最终,她为患有老年性黄斑变性的参与者进行了细胞移植。这些移植物将覆盖视网膜,修补上皮层并维护剩余的光感受器。观看了手术过程,“我感受到了外科医生的张力”,Takahashi说。
最后,所有事情都进展顺利——但Takahashi并未透露实验是否成功,直到1年之后。她表示这些组织似乎能维持褐色,这表明它们未受免疫系统的攻击。一位70岁的女性患者几乎丧失了所有视力,并似乎难以恢复,Takahashi小组则希望研究移植是否安全,以及能否阻止她的视黄醛进一步退化。
SJORS SCHERES:
结构解决者
Sjors Scheres被核糖体包围着。一张图片填满了他的计算机屏幕,而其他数千张则占满了他的硬盘。他的简历上点缀着数篇高水平论文。核糖体是合成蛋白质的复杂分子机器,今年Scheres获得了迄今为止最清晰的核糖体图像。但当这位结构生物学家表示最感兴趣的并不是核糖体时,人们十分惊讶。“我的主要贡献在数学方面。”Scheres说。
Scheres的数学为结构生物学带来了一场革命。这一领域曾经是X射线晶体学技术的天下,但现在冷冻电子显微镜却占据了优势,Scheres开发的软件能将冷冻电子显微镜图像转变为精细的分子结构,让生物学更简单清晰地看到分子机器。
当2010年Scheres加入英国剑桥分子生物学实验室(LMB)时,显微镜技术已经历了较大发展。但Scheres意识到需要更好的计算机程序来解读大量数据,于是他把自己关在办公室里写了一个程序出来,这就是RELION。“我没有研究团队,只是在编程。”他说。结果,这个软件聚焦了人们的视线:它能比其他现有工具更好地将图片合并入三维分子结构中。
“他一个人呆了几年,然后拿出了这个美妙的软件。”2009年诺贝尔化学奖得主、LMB 分子生物学家Venki Ramakrishnan说。Ramakrishnan曾通过X射线晶体学技术揭示了细菌核糖体的结构。今年,Ramakrishnan与Scheres合作制作了酵母和人类核糖体的精密结构。现在Ramakrishnan实验室基本上已经改用冷冻电子显微镜。“对于我们而言,它是个完美的‘救世主’。”他说。
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