阿达·约纳特逝世:25,000次尝试后破解核糖体结构的诺贝尔化学奖得主

阿达·约纳特逝世:25,000次尝试后破解核糖体结构的诺贝尔化学奖得主

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据《卫报》2026年10月9日报道,2009年诺贝尔化学奖得主、以色列生物化学家阿达·约纳特在耶路撒冷去世,享年87岁。她一生最重大的贡献,是在几乎无人看好的情况下破解核糖体的三维结构,将结构生物学推进到一个新高度,并为抗生素研发提供了分子基础。

机场街拍

一场注定失败的竞赛

在所有活细胞内部,核糖体是负责合成蛋白质的微小“工厂”。蛋白质是建造和修复动物、植物组织和器官的必要分子。但核糖体有时直径仅20纳米,形状不规则且缺少内部对称性。DNA双螺旋结构发现者、诺奖得主詹姆斯·沃森曾尝试解析核糖体,但没有成功。因此,当约纳特在1970年代初把目光投向这一难题时,许多同行认为徒劳无功。她后来回忆:“我遭遇了怀疑,甚至是国际科学界的嘲笑。有人叫我梦想家、幻想家,甚至村里的白痴。但当我成功时,内心充满了巨大的喜悦,那些曾经说我疯了或愚蠢的人变成了支持者。”《自然》杂志在讣告中确认,她是现代结构生物学的拓荒者之一。

红毯造型

北极熊如何带来了灵感

转折发生在1970年代末。当时她刚在魏茨曼科学研究所任职,因为自行车事故卧床休养。为了消遣,她读了一篇关于北极熊生物学的文章,得知北极熊在冬眠前会把细胞中的核糖体有序地“打包”。几个月内,这些核糖体既能保持完整,又能维持功能。她由此提出:“既然北极熊知道怎么做到,我们也能做到。”她进一步猜测:如果能把一个生物体连同其核糖体结晶,就能用X射线和电子显微镜看清内部结构。由于核糖体没有外膜保护,普通方式很容易损坏,她选定了嗜热菌——这种细菌生活在地热泉和沙漠高温中,内部的蛋白和内核通常更耐受力强。来自极端环境的直觉,后来成为突破的起点。

红毯盛典

核糖体结构:25,000次尝试后的第一束光

结晶核糖体的难度超出当时多数人的想象。约纳特团队经历了超过25,000次失败,才在1980年代中期获得可用的晶体。为了让晶体在X射线照射下不损坏,她把样品冷冻到-185°C,这一方法后来被称为冷冻生物晶体学,如今已是结构生物学的常规手段。2001年和2002年,团队终于完成了嗜热菌核糖体的三维结构解析。这段数十年的历程,可以浓缩成一张年表:

颁奖典礼
年份事件
---------
1933年父母从波兰移居巴勒斯坦
1939年约纳特出生于耶路撒冷
1959年完成两年义务兵役
1962年取得希伯来大学化学学士
1964年获生物化学硕士
1970年在魏茨曼研究所启动核糖体研究
1980年代中期成功结晶嗜热菌核糖体
2001-2002年完成核糖体三维结构图谱
2009年与两位科学家共享诺贝尔化学奖

核糖体结构如何重塑抗生素研发

电影首映

三维结构的意义远超基础科学。许多抗生素的起效方式,是与细菌核糖体的特定部位结合,阻止细菌繁殖。但过去制药过程像“碰运气”,因为无法确知药物会否误伤人类核糖体。阿达·约纳特绘出的图谱揭示了不同物种核糖体的细节差异,使科学家能精准改造药物结构。诺贝尔奖官网在颁奖致辞中指出,这项发现有助于“在对抗细菌病原体不断出现的耐药性的医学斗争中,开发新型抗生素药物”。约纳特自己展示了超过20种抗生素的作用机制,并尝试为克服耐药性提供分子路线。这个方向在抗生素耐药日益严重的今天,价值更为凸显。

从耶路撒冷到诺奖台

阿达·约纳特1939年生于耶路撒冷一个正统犹太家庭,父亲希勒尔·利夫希茨是拉比兼杂货商,在她11岁时去世;母亲以斯帖带两个女儿迁居特拉维夫,靠文员收入维持生活,仍坚持让她进入付款高中蒂雄哈达什。她以教数学代交学费。1959年完成兵役后,她进入希伯来大学,先后获化学学士(1962年)和生物化学硕士(1964年),1968年在魏茨曼研究所获得关于胶原蛋白结构的博士学位。此后她赴美国麻省理工学院和卡内基梅隆大学从事博士后研究,1970年回魏茨曼研究所专注核糖体课题。在同行普遍冷落她时,马克斯·普朗克分子遗传学研究所的海因茨-金特·维特曼提供了长期资金与数据交流机会,支撑她走完最艰难的前二十年。

荣誉、抗议与好奇心

2009年,阿达·约纳特与文卡特拉曼·拉马克里希南、托马斯·施泰茨共享诺贝尔化学奖,成为历来第四位获得该奖的女性。她此前已获2007年沃尔夫奖,并入选英国皇家学会外籍院士。晚年她对以色列政府保持直言不讳,2023年公开把司法改革称为“对民主的真正危险”,认为这场风波会伤害以色列的科研基础。2018年,在被问到优秀科学家的素质时,她说:“第一是好奇心,第二是好奇心,第三还是好奇心。另外,你必须热爱并敢于迎接挑战。”这句话与她的核糖体地图一样,成为后人理解的她的最好注脚。

常见问题

Q1:核糖体为什么在医学上如此重要?

A1:核糖体是细胞中合成蛋白质的分子机器,也是许多抗生素攻击细菌的靶点。约纳特解析出的核糖体三维结构,让药物设计者能精准定位细菌与人类核糖体的差异,从而降低毒性并缓解耐药性问题。

Q2:阿达·约纳特为什么能在科学界普遍怀疑下取得成功?

A2:她善于跨学科联想,从北极熊冬眠时保存核糖体的现象获得灵感,选择更耐温的嗜热菌作为结晶对象,又首创-185°C冷冻样品的方法支撑晶体成像,最终在超过25,000次尝试后得到三维结构。

阿达·约纳特的离世,带走了一位执着的结构生物学家。但她留下的核糖体三维图谱与冷冻生物晶体学方法,正持续帮助科研人员在抗生素耐药时代设计更精准的药物。

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以色列生物化学家阿达·约纳特于2026年10月逝世,享年87岁。她因破解核糖体三维结构获得2009年诺贝尔化学奖,也为抗生素研发和耐药性问题提供了分子基础。本文回顾她如何从被嘲笑到开创冷冻生物晶体学,并影响20多种抗生素作用机制的解析。

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