厉害!浙大校友是2019生理学诺奖的重要贡献者

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来源 | 浙江大学微信公众号

编辑 | 学术君

2019年诺贝尔生理学或医学奖授予美国和英国的3位科学家,以表彰他们“在理解细胞感知、适应氧气变化机制中的贡献”。其中,约翰·霍普金斯医学院的格雷格·L·塞门扎(Gregg L.Semenza)揭示了身体应对低氧的关键激素红细胞生成素(erythropoietin,EPO)基因的调控机制,找到了转录因子——低氧诱导因子(HIF)。今天,HIF已成为开发许多药物包括癌症药物的热门靶点。

2019年诺贝尔生理学或医学奖被授予给美国医学家威廉·凯林(William G. Kaelin Jr.)、英国医学家彼得·拉特克利夫(Sir. Peter J. Ratcliffe)和美国医学家格雷格·塞门扎(Gregg L. Semenza)。

实际上,这一摘得科学最高桂冠的研究工作,是塞门扎教授和他的中国学生、浙江大学校友王广良先生在20世纪90年代共同完成的。在诺奖评奖委员会列出的获奖成果关键文献中,王广良是3篇论文的第一作者、1篇论文的第二作者。

王广良和塞门扎合影

诺贝尔奖委员会列出了5篇核心论文作为评审依据,其中一篇为1995年《美国科学院院刊》发表的论文,其第一作者便是王广良(Wang, G.L.)博士。在诺贝尔奖委员会对本年度生理或医学奖所作的科学介绍中,更是引用了3篇王广良博士作为第一作者的论文。

个人简介

诺贝尔奖基础文章第一作者,HIF-1发现、纯化和克隆者——王广良

王广良,浙江天台人,1963年生,1983年本科毕业于杭州大学生物系,1986年毕业于中科院细胞所,1991年博士毕业于亚利桑那州立大学,1992年-1995年在约翰霍普金斯大学Gregg L. Semenza实验室从事博士后研究。他在1995年克隆缺氧诱导因子(HIF)的工作,为2019年诺贝尔生理医学奖的获奖成果奠定了重要基础。王广良现在美国大冢制药公司(Otsuka American Pharmaceutical)任职,从事新药的研发工作。

“我是塞门扎先生的第一个博士后,最开始时整个实验室就只有我们两个人,随后另一位中国留学生江秉华也参与到研究工作中来。在寻找HIF的绝大部分时间里,都是我们在做具体的科研工作。”王广良回想起20多年前的科研往事,仍十分激动。

当时,细胞如何应对低氧状态是一个前沿方向。科学家已经发现氧气不足时肾脏会分泌EPO来促进红细胞产量提升,但这一机制的开关在哪里?王广良正是出于对这个问题的浓厚兴趣,才投入塞门扎教授门下。王广良说,塞门扎教授有着哈佛本科、宾大博士和约翰霍普金斯博士后的强大学研背景,同时还是医生,理论与实践联系得非常紧密,特别能领风气之先,所以那时课题方向很快确定下来。“塞门扎先生非常聪明,对科学事业专注、执着,他指出了以EPO为靶基因探寻背后生物分子机制的正确研究方向,并为开展研究整合多方资源。而我则心无旁骛地在实验室里将他的设想付诸实施。”王广良说。

在近两年的时间里,王广良没日没夜地在实验室工作。许多时候,他都必须在冰库里做实验,以保证细胞活性。冰库里是真冷,王广良穿着厚厚的棉袄也支撑不到两个小时,不得不跑出来回回暖,然后再钻进冰库继续做。功夫不负有心人,王广良培养了数百升人类细胞,不断分离杂质,最终取得几毫克的HIF蛋白。

塞门扎在南方科技大学做学术交流时的PPT照片。图中人物照分别为在塞门扎实验室时期的王广良与近期的王广良

事实上,同一时期,还有其他科研团队也在做同样的科研,他们想走捷径,避开这种大海捞针的繁复劳动,可是没想到,最后还是王广良一步一个脚印的“笨功夫”帮助塞门扎最先达成目标。

王广良和导师发现,当细胞缺氧时,HIF浓度会上升,进入细胞核并激活EPO基因。随后,他们又进一步明确了HIF的蛋白结构:HIF主要由两种结合不同DNA位点的蛋白组成,分别为HIF-1α和ARNT。一旦氧气浓度下降,HIF-1α的含量开始上升,这样大量的HIF-1α就能结合到EPO基因附近来调节EPO的表达。并且,HIF-1α在正常情况下会迅速降解,以保证氧气供应不会紊乱;但在低氧状态下,HIF-1α则不会迅速降解。

 

三位诺奖得主对细胞感知、适应氧气变化机制的研究在2016年已摘获生物医学领域重要奖项拉斯克奖。塞门扎教授获奖后写了一篇《拉斯克故事》在《细胞》杂志上发表,讲述取得这一发现的经过。文中他充满感情地回忆王广良取得HIF蛋白后激动万分的神情,随文刊发的照片也反映了王广良做了许多工作。

图中照片为获奖项目团队成员,中间即是王广良博士

为了投身更具应用性的工作,王广良在其后离开了塞门扎的实验室,转为在制药企业从事开发,但他依然奋斗在新药研发的道路上,为减缓人类病痛而继续努力工作。

“如果我继续在实验室做下去,和塞门扎先生一道完成有关细胞感知氧气机制的更多研究,也许今天就能和他一起分享诺贝尔奖。”王广良说,“但是我并未感到遗憾、后悔,我也由衷地为导师感到高兴。不管是做基础研究,还是开发新药,或做临床研究,我们都是在生物医学领域耕耘,都是为了服务于人类的福祉。

2017年,塞门扎到访浙大

在王广良看来,从一个浙江天台的山村孩子到今天成为一名科学家,自己过得很开心与充实,而回忆当年在杭州大学求学的岁月,亦是十分难忘、心怀感激。“我是1979年进入杭州大学生物系的,那时我才16岁,对于生物尚没有特别深入的认知。不过,学校生物系师资力量很雄厚,教授们也很注重培养学生的个人兴趣。”王广良说道,“那时,我们有很多有趣的课外活动,大家常常骑着自行车到西湖、植物园等地去做调查,以及到天目山去实习。”心无旁骛、努力学习的王广良,在校期间也取得了不错的成绩。

杭州大学生物系1983届毕业生合影

关于未来,王广良表示,在相关领域里,其实有很多华人科学家都在勤勤恳恳、默默无闻地为全人类作出巨大贡献。相信不久的未来,一定会涌现出一批华人科学家,都能像屠呦呦一样获得诺贝尔奖,成为时代的楷模与全世界共同的骄傲。

本文来源:浙江大学微信公众号

文字记者:金云云、柯溢能

部分内容整合自:浙江新闻客户端《在生理学诺奖成果的多篇关键论文中 有这位浙江人的名字》(记者 曾福泉)丨美国投资客微信公众号《同样骄傲!2019诺奖背后的华人科学家就是他!》丨大华府浙大校友会微信公众号《揭秘王广良博士奠定诺贝尔奖成果的开创性工作——华盛顿浙大校友会专访王广良校友》

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