解决蛋白质难题

“最振奋人心的部分在于,当你填入第一个线索时,所有的答案开始跃然纸上。”

Noah Dephoure 博士是谁

人类细胞是个“爱说闲话”的群体。大多数情况下这是个好事儿,它们可以转播消息,比如对不受欢迎的细菌启动免疫反应。但是在其他时间,细胞间通信生成错误的消息,产生可能引起癌症和其他疾病的病理变化。研究人员已了解了此通信过程的许多方面,但是完整掌握这类信号转导仍然是一个尚未解决的谜题。

幸运的是,生物化学家 Noah Elias Dephoure愿倾其毕生精力解决这一难题,无论是在实验室,还是其个人生活中,他立志于揭开如何利用细胞信号转导对抗癌症的奥秘。在其位于纽约市威尔·康奈尔医学院的实验室内,他的研究关注在蛋白激酶(可修饰蛋白质以改变其功能或位置)。

“它们可以完成如此多不同的工作,也能结合在一起形成大的复合物,”Dephoure 对激酶充满惊奇。在周末,如果没陪年幼的儿子玩耍,他就会把周六用来玩出了名困难的《纽约时报》填字游戏,破译隐秘的线索,揭示隐藏的含义。“这样想的话,蛋白质就像单词。只有26个字母,但是想想看,不同组合排列在一起,能组成多少个不同的单词。”

蛋白质就像单词。只有26个字母,但是想想看,不同组合排列在一起,能组成多少个不同的单词。”

玩填字游戏也的确给他的日常工作带来了不少帮助。对于 Dephoure 而言,消磨一下午的时光揭开填字游戏的秘密,同骑自行车造访他在纽约市的邻居们一样,都给他带来了愉悦和成就感,如同在实验室内找到了期盼已久的答案。“我有时会通读每条线索,然而不能立即知道其中任何一条线索的答案。最激动人心的部分在于,当你开始用铅笔暂时写下一些答案时,整件事情就开始汇集在一起,”他透露道,“在实验室里,当你耗时数天、数月或者甚至数年研究的对象开始露出眉目时,你也会有类似的感觉。”

Dephoure 第一次以博士生身份接触蛋白激酶还是在加州大学旧金山分校 (UCSF) 的 Erin O'Shea 实验室。在那里他帮助创建了一个拥有 4,200 多种不同酵母菌株的文库,并最终联合发表了一篇开创性文章,已被其他研究人员引用了一千多次。

该研究不仅巩固了他作为创新者的声誉,彰显了他的专业成就,同时在某种意义上也是他的一种个人救赎。就在该研究的几年前,Dephoure 从大学退学,从事临时的办公室工作以维持生计。其中一项工作就是担任诺贝尔奖获得者 David Baltimore 的办公室助理,然后进入麻省理工学院 (MIT) 工作。每日接触 Baltimore 的工作激励年轻的 Dephoure 报名参加了暑期免疫学课程,该决定有助于驱使他走向 UCSF,后来进入威尔·康奈尔医学院。

“它让我意识到,研究是我能够理解、甚至还会有一些深刻见解的工作,”他深情地回忆道,“实验室工作的本质可能需要不断重复,但是我享受甚至是那些平凡的任务,因为它意味着坚持不懈并最终解决。”

“实验室工作的本质可能是不断重复,但是我享受甚至是那些平凡的任务,因为它意味着坚持不懈并最终解决。”

这种执著——无论是深入探究蛋白激酶的可能性、完成 纽约时报 填字游戏,或者在厨房闲逛时思考烘焙的科学——是持续推动 Dephoure 一往无前的一个关键因素。幸运的是,多年来他在实验室内使用的工具已经降低了研究的复杂性。

“过去,要想弄明白样本中存在哪些蛋白质,您必须非常辛苦、制作专门的工具来鉴定其中一种蛋白质,”Dephoure 说,“现在,你可以将其全部打碎,扔到质谱仪内,一次就可鉴定并量化数千种蛋白质。”

Dephoure 使用 Thermo Scientific 串联质谱标签 (TMT) 试剂借助质谱仪来鉴定和量化蛋白质。“在赛默飞世尔科技的工具的帮助下,我们能够持续改进所需数据的质量和精度。曾经我们能一次检测500个多肽,现在我们一次能研究成千上万个。”他说。

他的最终目标是理解构成基础细胞生物学和人类疾病研究基础的信号转导。“我们对生物学的理解仍然肤浅。人类基因组中的编码蛋白激酶有500多种,我们可能仅了解其中100种,”该生物化学家沉思着说,“解决这一难题,就可通过刺激免疫系统来攻击疾病,为癌症治疗带来重大突破。”


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