本书“遗传侦探。从核糖体研究到诺贝尔奖”

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Venkatraman“ Wreaths” Ramakrishnan是美国和英国的生物化学家，他与Thomas Steitz和Ada Yonat一起获得了2009年诺贝尔化学奖得主，“目的是研究核糖体的结构和功能。” 自2015年以来，担任英国皇家学会主席，美国国家科学院院士。

每个人都知道DNA，即存储我们基因的分子。但是，如果没有核糖体，DNA是无用的-独特的处理器可以解密遗传密码。核糖体是生命的引擎。“遗传侦探。从核糖体的研究到诺贝尔奖，这是一个关于发现其极其复杂的结构和揭示古代生命奥秘的有趣故事。

摘抄。第一晶体

他们的成功促使其他人也参加了这样的工作。苏联政府在普希基诺镇组织了一个大型科学中心。有数个资金雄厚的研究机构，其中一个由杰出的生物化学家和核糖体专家Alexander Sergeyevich Spirin领导。像维特曼一样，他领导了一个大型的科学系，在那里对核糖体的几乎所有方面进行了研究。他不像维特曼那样有系统，具有丰富的科学想象力，并准备发表大胆的想法。此外，斯皮林证明自己是一个非常独立的人，不屈服于当局。因此，一旦他被要求签署请愿书，以主动驱逐苏联科学院的著名核物理学家，持不同政见者，苏联氢弹的创建者安德烈·萨哈罗夫。除了大型研究机构的负责人之外，科学院一位著名成员公开拒绝签署这样的请愿书似乎是政治上的短视行为，因此斯皮林决定在短时间内去普希奇诺（Pushchino）附近的森林进行狩猎旅行。

他的一位合作者Maria Borisovna Garber领导了一个小组，试图使单个核糖体蛋白或提供各种核糖体功能的蛋白质因子结晶。像其他人一样，她从事大肠杆菌材料的研究。

Garber在1978年阅读了一份日本报告，其中描述了一种新型嗜热细菌的工作，从而改变了她对核糖体的研究方法，该材料的材料中结晶了两种在核糖体中起作用的重要蛋白质。 1971年，大岛蒂罗（Tyro Oshima）在伊豆半岛（Izu Peninsula）的温泉中发现了一种自称重命名的嗜热栖热菌（Thermus thermophilus）。它在75°C时生长最佳。

加伯（Garber）到日本旅行了几个月，并于1979年12月将数种此类细菌培养物带到了苏联-但不幸的是，微生物在途中死亡。她要求大岛市通过邮件发送她的新鲜细胞，然后它们安全地到达了。到1980年底，Garber及其同事设法对这些细菌进行了卓有成效的研究，并获得了美丽的蛋白质晶体（或称为蛋白质因子）晶体，称为伸长因子G，该晶体可帮助核糖体沿mRNA移动。

嗜热链球菌蛋白的首次成功启发了Garber和她的同事们对该生物进行实验。事实证明，在苏联种植嗜热链球菌非常昂贵，加伯邀请其他苏联科学家将细菌分解在一起，以获得所有可能有用的蛋白质。

在他的同事中，加伯是伊戈尔·尼古拉耶维奇·谢尔迪克（Igor Nikolayevich Serdyuk），他从事“与外国伙伴的接触”，即使在冷战最激烈的时候，他经常毫无问题地前往西方。以前，他使用低分辨率方法概述了核糖体的形状，因此自然而然地想知道它们是否可以使用Garber实验室的材料结晶。他和他的学生伊丽莎白·卡波娃（Elizabeth Karpova）纯化了嗜热链球菌核糖体，并获得了非常小的晶体，类似于柏林合成的第一批晶体。获得成功后，加伯求助于Spirin，以支持该组织并尝试使新菌株的核糖体结晶。

他表示同意，还有更多人参加了此案，其中应包括Spirin的学生Marat Yusupov。由于没有认真的结晶经验，科学家们向莫斯科晶体研究所的两名员工求助-弗拉基米尔·巴林宁和谢尔盖·特拉汉诺夫。到1986年，他们已经能够结晶出小的亚基，并且使用Trakhanov清除核糖体（整个核糖体）的技术。现在，考虑到乔纳特（Jonat）和维特曼（Wittmann）的力量获得的50S晶体，科学家们可以使用两个亚基和整个核糖体。

尤苏波夫以海报的形式展示了他的研究成果，该海报于1987年7月在法国斯特拉斯堡附近的比申堡展出，一个月后，这项工作发表在了著名的科学杂志FEBS Letters上。几个月后，乔纳特（Jonat）和维特曼（Wittmann）报告说，他们还设法使同一嗜热链球菌菌株的材料上的小亚基和整个核糖体结晶。他们的研究结果发表在同一本不知名的国际生物化学杂志上。次年，约纳特（Yonat）写道，他们设法改善了小型亚单位（30S）的晶体，现在看起来至少不比苏联的晶体差。

这可能会导致苏德集团之间的激烈竞争，但这并没有发生。与德国人相比，俄国人获得的资金少得多，装备也较少，特别是在大分子的晶体学处理方面。为了进一步进行研究，马拉特·尤苏波夫（Marat Yusupov）和他的妻子古纳拉（Gulnara）去了斯特拉斯堡，在那里他们将继续与让·皮埃尔·埃贝尔（Jean-Pierre Ebel）和迪诺·莫拉斯（Dino Moras）一起进行核糖体的晶体学研究。由于尤苏波夫仍不知道的原因，埃贝尔在某个时候决定停止合作。斯皮林相信乔纳斯（Jonath）和威特曼（Wittmann）使埃贝尔（Ebel）相信与他们竞争是不值得的。

不管是什么真正原因，苏联在核糖体结晶方面的发展都已消失。玛丽亚·加伯（Maria Garber）回到了她以前的科学兴趣：对单个核糖体蛋白和因子的研究。对这项徒劳无功的工作感到失望，苏联研究小组的一些主要代表散布在世界各地。几年后，在1990年代中期，尤苏波夫写信给加利福尼亚大学圣克鲁斯分校的首席生物化学家和核糖体专家哈里·诺勒（Harry Noller），请求允许在他的实验室中研究核糖体结构，但这个故事应该留待以后再讲。谢尔盖·特拉汉诺夫（Sergei Trakhanov）基本上过着游牧生活，在日本和美国工作了二十年。尤苏波夫（Yusupov）离开后，他还在Noller的实验室工作了一段时间。然后特拉汉诺夫回到欧洲。

随着苏联项目的实际关闭，Yonat仍然是唯一的核糖体晶体学研究组的负责人。到1980年代末，尚不可能获得如此好的单晶，以至于看不到核糖体两个亚基甚至整个物体的原子结构。但是它们非常适合于粗略判断蛋白质和RNA在核糖体中如何相互作用。

实际上，核糖体的结构逐渐形成了使用电子显微镜获得的模糊图像的图。当时相关的部分工作与抗体有关，也就是说，与我们的免疫系统合成的蛋白质可以结合到严格定义的靶标上。在一个实验中，加利福尼亚大学洛杉矶分校的吉姆·莱克（Jim Lake）合成了识别新蛋白质起始的抗体。 1982年，他证明这些抗体附着在一个大亚基的背面，也就是与带有tRNA的新氨基酸附着在一条可扩展多肽链上的位置恰好相反。结论是，一个大的亚基应该有一条通道：特殊的产道，它将通过一条新的蛋白质链，在出现在另一边之前。 1986年，奈杰尔·安温（Nigel Anwin）通过使用电子显微镜分析从蜥蜴核糖体获得的平板晶体的电子晶体，确认了这种隧道的存在。次年，乔纳特（Jonat）和维特曼（Wittmann）还报告说，亚基中有一条隧道，这依赖于他们自己使用电子显微镜获得的核糖体晶体的平坦部分。这两个报告都是基于低分辨率的图像，与核糖体的当前观点相去甚远，但是科学家们自信地将其他物体识别为隧道，Lake已经证明了其存在。次年，乔纳特（Jonat）和维特曼（Wittmann）还报告说，亚基中有一条隧道，这依赖于他们自己使用电子显微镜获得的核糖体晶体的平坦部分。这两个报告都是基于低分辨率的图像，与核糖体的当前观点相去甚远，但是科学家们自信地将其他物体识别为隧道，Lake已经证明了其存在。次年，乔纳特（Jonat）和维特曼（Wittmann）还报告说，亚基中有一条隧道，这依赖于他们自己使用电子显微镜获得的核糖体晶体的平坦部分。这两个报告都是基于低分辨率的图像，与核糖体的当前观点相去甚远，但是科学家们自信地将其他物体识别为隧道，Lake已经证明了其存在。

除了这些结果，进展缓慢。即使在获得第一个三维核糖体晶体后的十年，仍不清楚是否有可能基于X射线晶体学构建至少一些可理解的图谱。然而，艾达·尤纳特（Ada Yonat）坚持了这一梦想，并努力改善自己的水晶。

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