温文玉:为生命而奔走 - 创新人物 - 中国发明与专利

温文玉:为生命而奔走
2013-06-26 16:57:57   来源:   评论:0 点击:

初识温文玉,美丽、大气而略显文弱,温柔、优雅而踌躇满志。我们很难把刚过而立之年的她,与这么多的科研项目和研究成果联系起来。而恰恰是如此年轻的她,在结构生物学的领域里,恰似闲庭信步,走得越来越扎实,也越来越潇洒。
说起结构生物学,很多人可能还是一头雾水,不知道是研究什么的。“结构生物学是近代生物学发展过程中,定量阐明生命现象的一门科学。通过确定生物大分子的三维空间结构,探讨其结构与功能的关联性,解答生物大分子作用的分子机理。”作为复旦大学生物医学研究院副研究员的温文玉这样解释道。“所以,可以说,我是为了生命而奔走。”温文玉这样形容自己,带着孩子般的微笑。

 年轻气盛,立志创新
温文玉,2003年毕业于复旦大学化学系,获得学士学位;2008年初毕业于香港科技大学生物化学系,获博士学位(导师为张明杰院士);同年,于香港科技大学生物化学系从事博士后研究。温文玉的求学道路走得很顺畅,也走得相当精彩,令人艳羡。从2009年起,她开始担任复旦大学生物医学研究院青年PI,组建了结构生物学实验室。能重回母校工作,是她一直以来的心愿。如今心想事成,她倍加努力,一定要做出一番成就,才能不辜负母校的辛勤培育之恩。
谈到自己的研究领域,温文玉略显激动,语气亲切,像是谈起自己的孩子。“我主要是综合利用结构生物学(核磁共振,X-射线晶体衍射)、生物化学、生物物理学以及细胞生物学等多种手段,对细胞信号传导、细胞极性及分化相关蛋白进行结构与功能的研究。”她这样说,缓慢而镇定的语调中掩饰不住由内而外的喜悦。通过揭示重要调控蛋白质内部及蛋白质之间相互作用的分子机制,从分子甚至原子水平认识生命现象的本质,进而为重要生理过程的调控及重大疾病的诊断和防治研究提供新的思路和策略,这是她一直孜孜不倦、坚持不懈追求的目标。
温文玉一直严格要求自己,立志创新。“在科研的大道上,坚持走自己的路”,这是她一直秉持的信条。在攻读博士及博士后研究期间,她就首次揭示了裂分型PH 结构域可形成一个具有特殊生物学功能的超模块,并系统研究了哺乳动物基因组中所有已知的裂分型PH 结构域家族构建细胞信号传导网络的结构与生化基础。另外,她还探讨了蛋白囊泡转运过程中膜融合复合体正确定位的调控机制以及动力蛋白对细胞信号传导蛋白正确传输的分子机理。
进入复旦大学生物医学研究院工作的三年里,温文玉探讨了感光细胞骨架蛋白INAD PDZ5的氧化还原电势及化学构象受光刺激发生改变的结构基础,并提出了蛋白质主动调控自身氧化还原电势的全新机制。她发现INAD可以在光刺激下主动调控其PDZ5结构域内双硫键的形成,据此来调节与靶蛋白的结合过程,并触发下游信号通路,而PDZ5的氧化与还原转变依赖于与其相邻PDZ4结构域的相互作用。在黑暗条件下,PDZ4/5紧密作用并使PDZ5双硫键的氧化还原电势提高了330mV,从而使PDZ5处于还原态以高效结合靶物。一旦暴露在光线中,PDZ4/5的相互作用被打破,PDZ5双硫键形成,进而使其与靶物的结合被中断,视觉信号传导终止。
温文玉还进一步发现PDZ4/5结合的破坏是由光刺激下PIP2水解产生氢离子引起的酸化造成的。该发现的重要意义在于,除了常规认为的氧化剂或胞内电势改变外,蛋白质的氧化还原电势(活性)还可以在光刺激下,通过自身的变构效应加以调节,提供了一种全新的主动调节氧化还原电势进而介导信号传导过程的机制。由于多种人类疾病如神经退行性疾病、心血管疾病、眼部疾病、免疫疾病、衰老等都与蛋白质的氧化密切相关,该发现也为多种相关疾病的治疗提供了一个新的思路与策略。另外,在细胞信号传导过程中,PIP2水解产物DAG及IP3作为重要第二信使的调控作用已广为人知,而PIP2的另一水解产物氢离子的功能尚未被重视,该结果证实pH的改变/氢离子浓度的增加可能是一种新的细胞信号传导方式,这一发现将有可能改写教科书。该工作为2011年Cell杂志的封面文章,并被多家媒体报道。
除此之外,温文玉还筛选优化了具有治疗中风潜力的小分子药物。她总结发展出了一套运用核磁共振技术快速高效进行具有治疗中风潜力药物筛选的方法,并从天然中草药中发现并优化了可能应用于人类脑血管病的治疗与预防的小分子化合物。她以此申请了一项中国专利“一种筛选治疗脑损伤药物的方法”。

才华横溢,硕果累累
温文玉才华横溢,这点是毋庸置疑的,单从她的科研成果就可见一斑。但看得见的是成果,看不见的是隐藏在她的才华背后的汗水和艰辛。年轻的她几乎把所有的时间都投入到了实验室里,她的勤奋,她的执着,让许多人动容。
细胞不对称分裂是生物体发育过程中细胞多样性形成的基础,与干细胞和癌症生物学密切相关。近几年,温文玉及其团队对干细胞不对称分裂过程中两条调节纺锤体转向的信号传导通路:前期mInsc-LGN-Gαi-NuMA信号通路及末期LGN-DLG-Khc73信号通路进行了系统的结构与功能研究。她率先在国际上报道了小鼠中LGN/mInsc、LGN/NuMA蛋白复合物组装的结构基础,阐述了其调控干细胞不对称分裂的分子机理,纠正了原有干细胞不对称分裂模型的错误,证实调节细胞极性和纺锤体定向的复合物Par-mInsc-LGN-Gαi及LGN-Gαi-NuMA并不如原机理模型所示,形成一个稳定的蛋白复合体,而是有着相对独立的功能,并且有形成的先后顺序,为我们理解干细胞不对称分裂的本质规律提供了新的理论依据。随后,国外其他几个课题组也相继对人源LGN-mInsc复合物及其果蝇中同源物结构进行了报道,得到了与他们一致的结果。同时,她对LGN与DLG1 GK结构域的相互作用进行了深入研究,发现了GK结构域与磷酸化肽段相结合的全新作用模式,并证实了该结合方式具有普适性,为揭示GK结构域的生物学功能提供了有力线索。
不仅这些,温文玉还通过对膜融合蛋白Ykt6分子内自抑制构象的结构研究,证实后修饰连接的脂质除了能将蛋白锚定在膜上外,还能直接调控蛋白活性,显著拓宽了我们对蛋白脂质修饰的理解。该工作被A-IMBN Research网站突出报道。
以上的研究工作,最终得到了学术界的认同,她用在实验室里挥洒的汗水,换来了喜人的收获。温文玉在Cell、 Mol. Cell、EMBO J.等国际核心期刊发表了十余篇高质量的SCI论文,并受邀在日本核磁共振学会第45届年会、第21届国际生物化学与分子生物学联盟IUBMB-FAOBMB学术大会暨第12届亚洲大洋洲生物化学家与分子生物学家学术大会、第3届亚洲-太平洋核磁共振APNMR研讨会以及生物大分子核磁共振研讨会SNBM上演讲。此外,她还入选2010年度上海市“青年科技启明星”及2012年教育部“新世纪优秀人才”支持计划。现如今,年轻的她已经直接指导硕士研究生3名,博士研究生1名,并协助辅导研究生9名。
温文玉,一个看起来还有着些许柔弱的女性科研工作者,在智慧和汗水的支撑下,却迸发出了如此强大的科研能力,让人情不自禁地感到震撼。这么多年来,她一直在她自己的小天地里,为了生命而奔走。她还年轻,科研的道路还很长,我们相信她一定能为科学事业做出更多更大的贡献。

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