朊病毒發現的背後:僅有三人的團隊 買耗材一毛一毛砍價

2020-12-01 健康界

因為《自然·通訊》雜誌一篇科研論文,西北農林科技大學許曉東副教授和他的團隊走入公眾視野,這個僅有三個人、科研經費不足的團隊,攻克下「可入教科書級」科研成果,首次在病毒中發現朊病毒,這一發現或為阿爾茲海默症的防治帶來曙光。經過近十年努力,許曉東團隊攻克下被外國專家認為不可能完成的任務。

實驗意外發現課題

靈感源於一次意外的實驗結果。2002年,仍在英國雷丁大學攻讀博士學位的許曉東,在一次實驗中發現,一個名為LEF-10的杆狀病毒蛋白出現在了濃縮膠裡,並且信號非常強烈。然而,許曉東多方查閱資料都沒能了解異常信號出現的原因。

2009年,許曉東和妻子陳紅英回到國內,於西北農林科技大學生命科學學院任教,並建立起實驗室。為了實驗室的運轉,許曉東也做一些其他課題的研究,但濃縮膠裡的LEF-10一直是他抹不去的心結。

經過反覆摸索實驗,許曉東猜測,濃縮膠中的LEF-10可能是朊病毒。此前,科學界曾在動物和真菌中發現過朊病毒,但還尚未有人從病毒中發現朊病毒。這個猜測讓許曉東興奮起來,然而,提出假設到論證結果之間,仍有很難邁過的鴻溝。

為了鑑定LEF-10是朊病毒,許曉東從國外研究者那裡借來了釀酒酵母Sup35p鑑定方法,該方法由已故的著名生物學家蘇珊·林德奎斯特建立,但此前僅用於酵母領域朊病毒鑑定。國外的研究者曾告訴許曉東,這個實驗非常「tricky(棘手)」,即使拿到鑑定方法,也很難獲得實驗結果。

經費人力不足仍然堅持

實驗過程有著不為人知的艱辛。許曉東介紹,生物實驗出結果一般都比較快,但國內在朊病毒鑑定領域尚屬空白,很多技術手段不成熟,失敗是家常便飯。「別的實驗要做出一張圖,一兩天就夠了,我們卻需要一兩個月」。

更艱難的是經費和人員的短缺。因為實驗尚停留在假設階段,許曉東申請不到科研經費,靠著入校時的科研經費和學院的支持,他支撐了近十年的科研工作,「我後來算了一下,我總共的科研經費是48.5萬」。因為經費短缺沒有招生指標,2016年許曉東的碩士研究生南昊畢業後,因為熱愛這個課題,成為許曉東實驗室的編外人員,不拿任何資助,甚至需要在外打零工養活自己。

付出終有回報。許曉東團隊首次在病毒中發現朊病毒,這也將為治療阿爾茨海默症帶來曙光。據了解,朊病毒是一類具有感染性的特殊蛋白,這種蛋白能將某種構象在同種蛋白甚至不同種蛋白間傳遞,最終導致所有蛋白都發生變構。20世紀80年代,科學家們在研究傳染性海綿狀腦病時發現了朊病毒的存在。美國生化學家斯坦利·普魯西納因發現朊病毒獲得了1997年的諾貝爾生理學或醫學獎。

近年來,科學家們陸續在動物、植物、真菌和細菌中都發現了朊病毒。但是病毒中是否存在朊病毒一直不為人所知。如今,許曉東團隊的研究填補了這項空白。

未來三年的科研經費落實了

西北農林大學生命科學學院院長鬱飛介紹,許曉東所從事的是基礎性科學研究,相對於一些應用性的研究,確實更難獲得科研經費。學院在了解到許曉東的困難時,也盡力為他提供一些支持。

鬱飛告訴北青報記者,他評判科研人員的一個重要標準是他的工作狀態,看到許曉東團隊努力工作的情況,鬱飛在一些考核指標上也盡力為他創造更為寬鬆的條件,「不會用一些條條框框的東西卡他」。此外,學院也曾給予許曉東資金和硬體設備方面的支持。「基礎科學研究也許不能立馬服務國民經濟,但這不代表基礎科學研究不重要,我一直認為我們國家科研能力的提升,原創性的基礎研究是非常重要的。」鬱飛說。

鬱飛介紹,許曉東的研究成果發表後,學校、學院多個層面已經開展工作,將為許曉東提供支持,「未來三年的科研經費已經落實了,南昊也可以繼續跟隨許曉東讀博士。」鬱飛說。

對話

副教授許曉東:學生貢獻大理應給他署第一作者

北青報:為什麼在申請科研經費時遇到一些困難?

許曉東:我過後統計了一下,整個課題最後的花費大概是48.5萬元,其中包括30萬的人才引進經費和學院支持的一些費用。像生物學這樣一些還處在假設階段的課題,一些科研經費不太可能給予支持,因為在實驗做出來之前誰也不知道它的價值和意義。

北青報:實驗中你們為了節省經費,做出很多努力吧?

許曉東:那肯定會,為了堅持完成這個實驗我們也想了很多省錢的辦法。有一次我到哈爾濱講座時,說到我們用了一個很貴很貴的培養皿。一位聽眾以為我用了特殊的儀器,我一描述,他才發現就是實驗室常用的培養皿,四十多塊錢一個。但實驗中要用很多這種培養皿,我們經費緊張,就買不起,還是其他老師資助的。就連實驗室買離心管時,一包十幾塊錢,我們都一毛一毛地往下講價。

北青報:您的夫人陳紅英教授也支持了您一些科研經費嗎?

許曉東:她當時在藍耳病病毒研究方面取得了一些成果,但是因為要為我這個研究爭取一些經費,就暫時放棄了藍耳病毒方面的研究。

北青報:過程如此艱難,有想過放棄嗎?

許曉東:真的沒想過放棄。因為在生物領域發現一個新的課題是很困難的,而且我認為這個課題是能夠出現重大突破,在做的過程中發現一些曙光,因此,不管多難也得做下去。

北青報:南昊是您的研究生嗎?他在整個課題中主要負責什麼?

許曉東:南昊是我13級的研究生,到他2016年畢業時,我沒有博士生招生名額,當時有其他老師找他,但是他還是繼續跟著我做實驗,成為我實驗室的編外人員,因為經費也緊張,也沒給他資助。這個課題中,大部分的實驗都是南昊做的,我只參與了一小部分。

北青報:網上很多人說您給南昊署第一作者非常高尚,您怎麼看?

許曉東:這個課題絕大部分工作都是南昊做的,我只是做一些指導性的工作,所以他理應是唯一的第一作者。

北青報:論文發表之後,下一步的研究方向是?

許曉東:因為我們這個研究屬於領域開拓性的研究,往下可以研究的東西非常多。

學生南昊:三年沒拿錢靠打零工掙錢幫老師做實驗

北青報:什麼時候跟著許老師做這個項目?

南昊:從2012年大四時就開始跟著許老師做研究,2014年開始做朊病毒這個課題。2016年畢業的時候,許老師沒有博士招生名額,當時也有其他老師找我讀博,但是我很喜歡這個課題,也希望跟著許老師繼續研究,就留下來了。當時已經籤了待遇不錯的其他工作,本想利用閒暇時間做實驗,但是精力跟不上,就辭職專心做實驗了。

北青報:從2016年畢業到現在經濟來源是?家裡人支持你這種選擇嗎?

南昊:畢業之後,我主要是靠在外做一些兼職來養活自己,兼職也都是和本專業相關,比如給一些科技公司做顧問之類的。家裡人剛開始也不支持我,畢竟這是一個不同於常人的選擇,我就是不斷給他們「洗腦」唄,告訴他們我所做研究的重要性,因為這可能是改變教科書中一句話的研究。我媽媽倒是一直很支持我,因為她覺得我從小到大沒幹過不靠譜的事。

北青報:科研經費緊張會有什麼影響?

南昊:有一次實驗中需要配重,一般實驗室都會採購金屬塊等,但我們沒有經費,我就去樓下的花園裡面撿磚頭,自己敲碎到合適的重量。但我認為科研經費的緊張也從另一方面鍛鍊了我的能力。一些經費豐裕的實驗室,有時候會花錢僱外包做實驗,其實作為學生什麼也沒學會。因為我們經費緊張,所以一切實驗都得自己上,像有個實驗我就做了一千多次,那這樣的訓練對我一輩子的科研都是有好處。所以我認為科研經費很重要,但不能經費多到花錢解決而不動腦子的地步。

原標題:買耗材一毛一毛砍價 從未想過放棄

相關焦點

  • 西北農林科技大學3人團隊克服困難發現世界首例病毒中的朊病毒
    今日一條科學消息登上熱搜:一個小小的3人團隊發現世界首例病毒中的朊病毒,整個項目科研經費總共才花費了48萬元,卻為世界阿爾茲海默症防治帶來新希望。導師許曉東老師和妻子陳紅英老師都來自西北農林科技大學,團隊中的研究生叫南昊。
  • 我國專家在病毒中發現朊病毒
    《自然·通訊》雜誌在線發表了題為《一個具有朊病毒特性的病毒表達因子》的論文,該課題組在病毒中發現朊病毒,這一發現或為阿爾茲海默症的防治帶來曙光。朊病毒是一類具有感染性的特殊蛋白,這種蛋白能將某種構象在同種蛋白甚至不同種蛋白間傳遞,最終導致所有蛋白都發生變構。20世紀80年代,科學家們在研究傳染性海綿狀腦病時發現了朊病毒的存在。美國生化學家斯坦利·普魯西納因發現朊病毒獲得了1997年的諾貝爾生理學或醫學獎。
  • 打破外國壟斷 中國科學家首次發現藏在病毒中的朊病毒
    同時,可能為揭示病毒感染和阿爾茲海默症之間的必然聯繫帶來新的啟示。這是中國第一個成功在朊病毒鑑定領域開拓疆土的團隊,它的成員總共只有三人:許曉東、陳紅英和南昊。另外,許曉東在LEF-10上發現的現象和朊病毒其他一些特徵也能夠對應上,比如:朊病毒聚合體大多都不均一,分子量會呈現為倍數關係;一般朊病毒的形成需要某些特定的因素,因此僅會在少數細胞中變成聚合體。這麼一來,許曉東的研究前景變得豁然開朗。當時,科學界僅在哺乳動物和真菌中發現過朊病毒,還沒有人報導過病毒中的朊病毒。
  • 打破外國科研壟斷,中國科學家發現藏在病毒中朊病毒
    當得知大洋彼岸的中國,有個名不見經傳的小團隊要嘗試鑑定朊病毒,美國酵母朊病毒鑑定的頂級專家蘭德爾·哈爾夫曼(Randal Halfmann)這樣評價。  然而,就在前天,2019年1月21日,這個團隊的研究成果:《一種病毒編碼的朊病毒》(A viral expression factor behaves as a prion)發表在《自然-通訊》雜誌上。
  • 科學家首次在細菌中發現朊病毒
    > 此前只被發現存在於真核生物細胞中
  • Nature Communications:中國科學家首次發現病毒編碼的朊病毒
    20世紀80年代科學家們在研究傳染性海綿狀腦病(transmissible spongiform encephalopathy, TSE)時發現了朊病毒的存在,美國生化學家Stanley Prusiner因發現朊病毒獲得了1997年的諾貝爾生理學或醫學獎。近40年來,科學家們陸續在動物、植物、真菌和細菌中都發現了朊病毒。
  • 科學網—發現!病毒中有朊病毒
    直到2013年,他才在其他領域的朊病毒研究現象中找到了「靈感」,杆狀病毒表達因子出現的聚集現象十分類似於朊病毒。 這一想法令許曉東有些興奮,要知道,雖然自上世紀80年代科學家們在研究羊瘙癢病時發現了朊病毒後,已經陸續在動物、植物、真菌和細菌中都找到了朊病毒的身影,但是,作為非細胞的生物類群——病毒中是否存在朊病毒卻一直不為人知。
  • 歷經10年,帶領團隊在世界上首次發現病毒中的朊病毒許曉東:做點不...
    原標題:歷經10年,帶領團隊在世界上首次發現病毒中的朊病毒許曉東:做點不一樣的事(潛心科研 砥礪創新)圖為許曉東在實驗室工作。  西北農林科技大學供圖人物小傳許曉東,西北農林科技大學生命科學學院教授,中國農業大學碩士,英國雷丁大學病毒學博士,主要研究杆狀病毒的分子生物學。他歷經10年持續探索,帶領團隊在病毒中首次發現了朊病毒,證實了「朊病毒廣泛存在」的假說。許曉東是幸運的。
  • 梁毅團隊等首次解析朊病毒蛋白纖維高解析度結構
    起初,蓋杜謝克以為庫魯病是遺傳病,後來他發現Fore族有食用已故親人的臟器以示懷念的習俗,蓋杜謝克經過研究發現,庫魯病是一種經消化道傳播的未知致病因子的傳染性疾病。在蓋杜謝克的勸說下,Fore族廢除了這一習俗,庫魯病從此絕跡,再未發現新的病例。
  • 無敵的終極病毒——朊病毒
    1985年4月,醫學家們在英國發現了一種全新的疾病,專家們對這一世界始發病例進行組織病理學檢查,研究發現多數病牛中樞神經系統出現變化,行為反常,煩躁不安,對聲音和觸摸,尤其是對頭部觸摸過分敏感,步態不穩,經常亂踢以至摔倒、抽搐。
  • 吃草也可感染朊病毒
    原標題:吃草也可感染朊病毒   近日,位於美國休斯敦的德克薩斯大學健康科學中心的研究人員發現,草類植物可以結合、吸收和輸送具有傳染性的朊病毒。本研究在線發表在最新一期的《細胞報告》(Cell Reports)上。   朊病毒是一種基於朊蛋白的傳染性病原體。
  • 《中國科技網》病毒中首次發現朊病毒 我科學家為老年痴呆病的防治...
    《中國科技網》 2019年1月23日  記者22日從西北農林科技大學獲悉,該校生命科學學院分子病毒學實驗室許曉東副教授團隊通過對杆狀病毒表達因子LEF-10多年研究,確定其為一個病毒編碼的朊病毒,為老年痴呆病的防治帶來曙光,其相關科研成果以《一個具有朊病毒特性的病毒表達因子》為題,於1月21日在《自然·通訊》雜誌在線發表
  • 科學網—吃草也可感染朊病毒
    近日,位於美國休斯敦的德克薩斯大學健康科學中心的研究人員發現,草類植物可以結合、吸收和輸送具有傳染性的朊病毒。
  • 咬毛的鸚鵡,你知多少?
    這時候我看著他有咬毛症狀害怕了就沒有讓他繼續帶籠子裡了,但是他還是不停的咬毛,其實是理毛,自己理的亂七八糟,自己懊惱會把一些羽毛扯下來。 那時候賣我鳥的人微信已經不回復了,我是在買鳥糧的淘寶賣家那裡問怎麼辦,他跟我說把咬爛的羽毛連根拔掉,會長新的羽管出來。我也有想過去測病毒看看,但是轉念一想不管他有沒有得病,我還是要養他的啊,而且看咬下來的羽冠沒有血,沒有發黑,不像是有病的樣子。
  • 葵花鸚鵡咬毛怎麼辦?日常飼養注意這四點,改掉鸚鵡咬毛坏毛病
    哈嘍,大家好,我是被鸚鵡耽誤的廚子,上一期和大家聊了聊,鳥市買鸚鵡殘疾的特便宜,有鳥友諮詢,我的葵花咬毛很嚴重怎麼辦?求大神教我,之前我朋友養在路邊店門口,我拿回來養一個多月了 之前鳥友說用圓籠子會咬毛,昨天剛換的站架,可是今天就一會沒注意就又咬了一堆的毛,本來腿上有毛的,今天上午全部被咬了。
  • 撒旦的詛咒:朊病毒
    Prusiner研究團隊在《Science Translational Medicine》雜誌上發文,以最新技術檢測了百餘份人類大腦標本,發現阿爾茨海默病(AD)患者腦內存在β澱粉樣蛋白和tau蛋白的朊病毒形式。而且奇怪的是,年輕患者腦內的tau朊病毒水平更高,40歲患者約是90歲患者腦內水平的32倍!
  • 基因禁忌:原始部落中朊病毒肆虐,原來是因為他們有這個習慣
    庫魯病人感染的這種「病毒」,是朊病毒。但朊病毒卻不同於一般病毒,嚴格意義上來說,它甚至都不能算是一種病毒。有生物學知識基礎的人都知道,病毒由蛋白質外殼和內部的遺傳物質組成,病毒內部只有一種遺傳物質,或RNA或DNA。
  • 朊病毒的前世今生
    他將這種病原體命名為朊病毒。布魯希納也因為此次發現,獲得了1997年的諾貝爾生理學或醫學獎。而朊病毒也不是一種病原體的獨特名字,而是一大類蛋白質的總稱。致病朊病毒如果與人類大腦中一個叫做PRP的蛋白質相接觸,就有機會讓PRP蛋白變形成為異常摺疊的朊病毒蛋白。最後瘋狂的侵染其它普通的PRP蛋白。
  • 關於朊病毒的簡介
    朊病毒與常規病毒一樣,有著可濾過性、傳染性、致病性、對宿主範圍的特異性,但它比已知的最小的常規病毒還小得多(約30~50nm);電子顯微鏡下觀察不到病毒粒子的結構,而且不呈現免疫效應,不誘發乾擾素產生,也不受幹擾作用。
  • 朊病毒是如何遺傳的?
    其病原即是朊病毒。多年來大量的研究表明,朊病毒是一種不含有任何DNA或RNA、傳染性極強的蛋白質顆粒。作為一種只含有蛋白質的病毒,朊病毒是通過何種方式在動物中傳播的呢?它的遺傳物質又是什麼?精彩演說,猛戳視頻↓↓↓ 1997年,諾貝爾生理醫學獎授予了美國生物化學家斯坦利·普魯辛納(Stanley B.P Prusiner),因為他發現了一種新型的生物—朊病毒(Prion)。2009年,Susan Lindquist在CELL期刊發表文章稱她們在酵母中篩選出了200餘種符合朊病毒蛋白標準的序列。