2023年，Frontiers for Young Minds期刊網(wǎng)站再度邀請五位諾貝爾獎得主，專門為青少年撰寫關(guān)于他們的研究的科普文章?！顿愊壬帆@授權(quán)翻譯了這一系列文章，今日首先發(fā)表2009年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎得主、美國加州大學(xué)舊金山分校生物化學(xué)與生物物理系教授伊麗莎白·布萊克本的作品。 布萊克本教授因?qū)Χ肆：投肆Ｃ傅墓ぷ鳈C制的研究聞名于世。在本文中，她深入淺出地介紹了這一重要工作的研究歷程，以及后續(xù)的研究中發(fā)現(xiàn)端粒與人類健康與長壽的關(guān)系，還真誠地分享了關(guān)于科學(xué)研究和成為科學(xué)家的建議。她強調(diào)堅持的必要性，認(rèn)為堅持才有可能體會到突破挑戰(zhàn)的美妙與滿足，而相信自己工作的價值，才會讓自己繼續(xù)堅持這份事業(yè)。另外，她指出尋求建議的重要性，無論是生活還是工作，“在前進(jìn)的道路上尋求建議，而不是讓自己的生活變得不必要的艱難”。伊麗莎白·布萊克本 ｜ 撰文
李可 ｜ 翻譯
陳曉雪 ｜ 校譯
2009年，伊麗莎白·布萊克本教授與卡羅爾·格萊德爾教授和杰克·紹斯塔克教授，因發(fā)現(xiàn)端粒和端粒酶是如何保護(hù)染色體獲得諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎授。圖源：諾獎官網(wǎng)你知道嗎？你的日常選擇，包括你的運動量、吃的食物，甚至是思考的方式，都可以改變你身體細(xì)胞中的基本單元。在這篇文章中，我將向你介紹儲存生物基因的DNA分子的保護(hù)端——端粒，以及我們發(fā)現(xiàn)的負(fù)責(zé)添加和維持端粒的酶——端粒酶。在深入了解端粒和端粒酶的分子細(xì)節(jié)之后，我將為你揭示端粒和人類健康之間一些非常有趣的聯(lián)系。我希望在本文結(jié)束時，你會驚喜地了解到心理、環(huán)境和社會因素是如何影響我們的生物學(xué)的基本原理。生命，因其錯綜復(fù)雜，像個巨大的謎題。像你我這樣好奇的人總會問：“這是什么?”“這是怎么回事?”以及“為什么會這樣?” 我選擇通過研究生物，也就是生命的科學(xué)，來應(yīng)對這種無盡的好奇心。但是生物學(xué)是如此復(fù)雜，你必須時常問自己：我能理解的東西是什么，我的研究應(yīng)該專注于什么。否則，你很快就會招架不住你所研究的生物現(xiàn)象的種種細(xì)節(jié)。分子生物學(xué)是生物學(xué)中通過研究分子的面貌及其相互作用來研究生物過程的一種途徑。它對我來說是一個令人歡喜的科學(xué)領(lǐng)域，因為在很多方面，它可以幫助你回答關(guān)于生命奧秘的具體而基本的問題。在這篇文章中，我將介紹我們利用分子生物學(xué)獲得的發(fā)現(xiàn)，也就是關(guān)于DNA分子末端的一個重要保護(hù)機制，而DNA分子上含有父母遺傳給孩子的遺傳指令或密碼。但首先，我們先了解一些基本的概念。
每個活細(xì)胞都包含一種叫做染色體的結(jié)構(gòu)。每條染色體都含有一種叫做脫氧核糖核酸(DNA)的聚合物(一種非常大的分子)。所有這些DNA就像一個指令庫，告訴細(xì)胞以及由這些細(xì)胞組成的生物如何發(fā)揮其功能。DNA分子以雙螺旋的形式存在，由兩條方向彼此相反的線性鏈組成，并扭曲在一起形成雙螺旋(圖1)。在染色體中，DNA緊密地纏繞和聚集在細(xì)胞中(圖1)。比如人類細(xì)胞有23對染色體，包含了我們所有的DNA。這些染色體位于細(xì)胞核中，因為每條染色體都有兩個端點，所以被稱為線性染色體。真核生物的染色體都是線性染色體，真核生物是指細(xì)胞中具有細(xì)胞核的生物，包括所有的動物、植物、真菌以及大多數(shù)藻類。相比之下，細(xì)胞中沒有細(xì)胞核的生物，稱為原核生物，如細(xì)菌，它們有著圓形的染色體，沒有兩端，而是像一個圓圈。
當(dāng)細(xì)胞分裂時，它的DNA必須被復(fù)制，這樣新的細(xì)胞才能包含所有存儲在DNA中的必要指令。你可能知道，DNA是由四種稱為堿基的基本化學(xué)成分組成的長鏈，這四種堿基分別用字母A、T、G和C表示（A代表腺嘌呤，T代表胸腺嘧啶，G代表鳥嘌呤，C代表胞嘧啶）。DNA上這些堿基的序列就是細(xì)胞的“說明書”。在組成雙螺旋的兩條鏈中，堿基總是成對出現(xiàn)，A-T和G-C，因此雙螺旋的一條鏈中每條A的對面都有一個T, G的對面有一個C，反之亦然(圖1)。
圖1：真核細(xì)胞中的DNA和染色體。在真核生物中，DNA儲存在細(xì)胞核中，盤繞和聚集成被稱為染色體的結(jié)構(gòu)。DNA以雙螺旋結(jié)構(gòu)的形式存在，由四個堿基（A、T、G和C）組成，這里用四種顏色示意。當(dāng)細(xì)胞分裂時，DNA被復(fù)制，從原來的雙螺旋結(jié)構(gòu)中創(chuàng)造出兩個新的雙螺旋結(jié)構(gòu)。復(fù)制DNA的分子機制并不復(fù)制染色體末端的DNA序列（DNA的透明部分；底部）。這就會導(dǎo)致DNA隨著年齡的增長而變短(左下)。為了確保遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定遺傳，在復(fù)制過程中需要一種特殊的機制來保護(hù)DNA序列的末端。當(dāng)DNA復(fù)制在細(xì)胞核內(nèi)發(fā)生時，復(fù)雜的細(xì)胞機制首先將雙螺旋結(jié)構(gòu)分離成兩條DNA鏈。然后，每條原始鏈都作為其互補鏈合成的模板。在這個過程中，每條鏈（現(xiàn)在已經(jīng)分離）中的每個堿基都與其對應(yīng)堿基配對（T-A、A-T、G-C和C-G)，直到為原始DNA的每條鏈合成一個全新的互補鏈。在這個過程的最后，我們會得到兩個新的雙螺旋結(jié)構(gòu)，它們與原始DNA完全相同。到目前為止，一切順利——在細(xì)胞分裂后，我們有了一個新的雙螺旋DNA，準(zhǔn)備用于新的真核細(xì)胞。但事實證明，這種復(fù)雜機制不能將DNA鏈復(fù)制覆蓋到它們的末端（圖1），也就是說，在細(xì)胞分裂過程中，每條DNA鏈末端的堿基對序列不會被復(fù)制。這意味著在每次復(fù)制之后，原始DNA會變得越來越短。這時，你好奇的頭腦會停下來提問：“為什么會發(fā)生這種情況?為什么在細(xì)胞分裂過程中DNA沒有完全復(fù)制?“ 事實上，我們并不真正了解。這就是我們生物學(xué)家感覺自己像考古學(xué)家的例子之一——我們試圖利用留存至今的歷史文物的零碎信息來破譯事件的歷史轉(zhuǎn)折。在這里，我們確定的是DNA在細(xì)胞分裂過程中沒有完全復(fù)制（就像“歷史文物”）。我們推測，生命進(jìn)化過程中的第一個細(xì)胞是具有環(huán)狀染色體的原核細(xì)胞（而不是真核細(xì)胞），它們的DNA沒有游離端，而具有線性DNA——因此有DNA末端——的真核細(xì)胞在進(jìn)化的較晚階段出現(xiàn)。根據(jù)這樣的推理，我們認(rèn)為在真核生物中運行的DNA復(fù)制機制最初是在原核生物中發(fā)展起來的，在原核生物中，因為環(huán)狀DNA沒有“結(jié)束”，所以環(huán)沒有端點的問題。這是否意味著真核細(xì)胞的線性染色體在每次復(fù)制其遺傳物質(zhì)DNA時，DNA中包含的一段重要編碼遺傳物質(zhì)會丟失呢？幸運的是，情況并非如此，這都要歸功于一種保護(hù)機制，該機制確保了真核生物細(xì)胞中對其正常功能至關(guān)重要的DNA不會丟失。正如我們在前一節(jié)（圖1）看到的，在真核生物中，DNA復(fù)制在到達(dá)DNA鏈末端之前就會停止。如果有人問你如何保護(hù)編碼在DNA末端的重要內(nèi)容，你能想出解決這個難題的辦法嗎？事實證明，在線性染色體的末端，有一種特殊的DNA序列，稱為端粒（telomere，在希臘語中，“telo”表示末端，“mere”表示部分）。端粒上的DNA被稱為“非編碼DNA”，它確保DNA的編碼部分（包括從父母傳遞給后代的指令）能夠正確地傳遞給下一代。你可以把這些端粒想象成鞋帶末端的塑料保護(hù)端，它們對染色體末端DNA復(fù)制缺失的情況做了彌補。意思是說，為了避免在細(xì)胞分裂過程中DNA末端的重要（編碼）部分未被復(fù)制的情況，只有部分端粒（位于染色體的最末端）沒有被復(fù)制，但這不會導(dǎo)致DNA物質(zhì)中有意義（編碼）的部分有任何缺失。這類似于鞋帶的塑料頭在多次使用時部分磨損，但鞋帶本身仍然受到保護(hù)。更令人興奮的是，我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)端?？s短時，它會吸引一種特殊的酶，這種酶可以將更多的端粒序列添加到染色體上。因此，端?？梢缘玫窖a充。這是大自然發(fā)現(xiàn)的解決線性染色體末端DNA復(fù)制不完整問題的絕美方法。1930年，穆勒[1]和麥克林托克[2]將端粒確定為一種保護(hù)染色體末端的 “特殊物質(zhì)”。后來，隨著分子生物學(xué)的發(fā)展，人們開始能夠?qū)Χ肆５姆肿有再|(zhì)進(jìn)行刻畫。1978年，我和約瑟夫·蓋爾在一種叫做嗜熱四膜蟲的有趣生物中發(fā)現(xiàn)了線性染色體末端的端粒結(jié)構(gòu)，這種生物通常存在于池塘的綠藻層中[3]。我們發(fā)現(xiàn)，這種生物的端粒是由特定的DNA堿基形式組成的，即序列TTGGGG（圖2），該序列在細(xì)胞群中的不同染色體中重復(fù)了不同的次數(shù)（約20-50次）。不久之后，在其他生物的端粒中也發(fā)現(xiàn)了類似的重復(fù)模式，如纖毛蟲（TTTTGGGG）和黏菌（TTAGGG）[4]。而人類的端粒由序列TTAGGG組成，它在我們所有染色體的末端重復(fù)了數(shù)千次。
圖2：嗜熱四膜蟲的端粒。
(左)生活在淡水中的單細(xì)胞真核生物嗜熱四膜蟲的示意圖。細(xì)胞表面數(shù)以百計的毛發(fā)狀突起（纖毛）就像小槳一樣使得它可以四處游動尋找食物或配偶。
(右)端粒就像鞋帶的保護(hù)端，保護(hù)存儲在DNA編碼部分（染色體的藍(lán)色部分）中的遺傳材料。端粒(非編碼部分) DNA（染色體的棕色部分）由重復(fù)的堿基單位組成(嗜熱四膜蟲中為TTGGGG；人類中為TTAGGG）。
此時，就有了許多關(guān)于端粒及其重復(fù)模式的有趣的問題。我想重點講的是：端粒是如何添加到染色體末端的？除了細(xì)胞增殖外，這種機制在其他情況下也能為染色體提供保護(hù)嗎？在接下來的部分中，我們將了解構(gòu)建端粒的奇妙機制，并看看端粒能教給我們什么關(guān)于人類健康和幸福的知識。20世紀(jì)80年代初，我在研究四膜蟲及其相關(guān)物種時，已經(jīng)知道在它們的生命周期的某一階段，原始染色體會被切割成更小的線性染色體，稱為小染色體。我們發(fā)現(xiàn)，和整個染色體一樣，四膜蟲小染色體也以TTGGGG的端粒重復(fù)結(jié)束。隨后，我們試著用當(dāng)時的已知機制來解釋DNA堿基添加到染色體上的方式。當(dāng)時已知的DNA堿基添加機制只有DNA復(fù)制和DNA重組。每一種機制都有一套非常特定的DNA添加規(guī)則，而我們發(fā)現(xiàn)的端粒重復(fù)卻違背了這些規(guī)則（例如，四膜蟲的端粒長度是不同的，有時重復(fù)次數(shù)很少，有時重復(fù)次數(shù)很多，有時所有的端粒都同時變長）。這些令人驚訝的行為意味著我們關(guān)于端粒結(jié)構(gòu)的新發(fā)現(xiàn)與當(dāng)時關(guān)于DNA的唯一公認(rèn)的原則和理論不吻合。在走到科學(xué)的這種特殊的十字路口時，你必須跳出思維定勢，考慮其他創(chuàng)造性的可能，以便找到你正在尋找的答案。在這個情況下，我試圖思考什么機制使得端粒重復(fù)序列在小染色體從長染色體上剪下來后添加到小染色體上的。一種可能性是細(xì)胞中的某種酶的活性導(dǎo)致了這個添加行為。為了驗證這一假設(shè)，我將四膜蟲細(xì)胞的一種提取物放入試管中，并添加各種化學(xué)物質(zhì)，以觀察是否有任何物質(zhì)將端粒添加到小染色體上。經(jīng)過反復(fù)試驗，我發(fā)現(xiàn)這種提取物確實促進(jìn)了端粒重復(fù)序列的合成。這時，卡羅爾·格雷德以博士生的身份加入了我的實驗室。她的挑戰(zhàn)是簡化試管中的反應(yīng)，這樣我們就可以找到負(fù)責(zé)端粒末端添加的特定酶活性。經(jīng)過了更多的試驗和錯誤，卡羅爾將實驗簡化到了最基本的必需的部分。在四膜蟲的染色體被切成小染色體之后，我們添加了TTGGGG的合成重復(fù)序列，因為在這個階段端粒有望被添加到染色體末端。同時，我們在試管中加入了DNA構(gòu)建模塊（dGTP和TTP兩個分子），以及一些鎂鹽。我們發(fā)現(xiàn)TTGGGG重復(fù)序列確實被添加到了我們合成的DNA的末端[5]，這意味著我們發(fā)現(xiàn)了端粒延長的一種可能機制！卡羅爾的研究生同事克萊爾·懷曼為這種似乎負(fù)責(zé)增加端粒重復(fù)段的新酶起了一個名字：端粒酶[6]。為了驗證我們關(guān)于端粒酶對于延長活細(xì)胞DNA（不僅僅是在試管中）的作用的假設(shè)，我們進(jìn)行了進(jìn)一步的實驗。我不會在這里詳細(xì)介紹實驗過程，實驗結(jié)果是我們發(fā)現(xiàn)端粒酶有一個RNA部分，包含了一個與端粒DNA序列互補的短序列，是補充端粒序列的模板。在其中一些實驗中，我們改變（或“突變”）了端粒酶的結(jié)構(gòu)，以觀察突變是否影響其合成端粒DNA和延長端粒的能力。在保證端粒酶正常功能的前提下，我們對其負(fù)責(zé)與端粒延長互補的RNA序列進(jìn)行了突變，發(fā)現(xiàn)四膜蟲細(xì)胞產(chǎn)生了另一種不同于原始TTGGG的端粒重復(fù)，這種端粒序列與我們在模板中添加的堿基變化互補[7]。重要的是，當(dāng)我們突變端粒酶使其不再起作用時，四膜蟲細(xì)胞的端粒在每次細(xì)胞分裂中都變短，最終在20-25次分裂后細(xì)胞停止分裂并死亡[7] (圖3，左)。這意味著當(dāng)端粒酶的活性被破壞，通常不死的四膜蟲細(xì)胞（似乎永遠(yuǎn)繁殖）就會死亡（在一定數(shù)量的繁殖后停止繁殖）。所有這些發(fā)現(xiàn)都得出了這樣的結(jié)論：端粒酶確實負(fù)責(zé)將端粒DNA添加到線性染色體的末端。正是因為這一發(fā)現(xiàn)，卡羅爾和我被授予了2009年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎（還有另一位合作者杰克·紹斯塔克，我和他一起探索了面包酵母細(xì)胞中的端粒功能）。值得注意的是，在端粒酶被發(fā)現(xiàn)之后，人們發(fā)現(xiàn)它的活性不僅僅在細(xì)胞增殖的情況下很重要。事實證明，端粒的DNA在細(xì)胞內(nèi)很容易受到化學(xué)損傷，因此在許多不同的情況下它需要得到修復(fù)，尤其是在比較長的時間范圍內(nèi)，比如人類生命的時間框架下。所以，端粒酶即使在不增殖的細(xì)胞中也很重要(圖3，右)。
圖3：端?？s短和損傷。(左)在端粒酶不能正常工作的四膜蟲細(xì)胞中，端粒DNA（圖中右側(cè)重復(fù)的DNA部分）隨著細(xì)胞的每一次增殖而變短。當(dāng)端粒過短時，細(xì)胞就會停止增殖。這同樣適用于人類細(xì)胞。(右)端粒末端在細(xì)胞內(nèi)容易受到化學(xué)損傷。因此，端粒酶的活性對于維持未分裂細(xì)胞中的端粒也很重要。現(xiàn)在你已經(jīng)熟悉了我在端粒和端粒酶方面的工作，下面我想介紹我后來在科學(xué)道路上開展的另一項研究。這一系列研究將端粒與人類健康以一些意外的方式聯(lián)系了起來。當(dāng)我在加州大學(xué)舊金山分校研究人類細(xì)胞中端粒的維護(hù)和端粒酶時，一位聰明的心理學(xué)研究員艾麗莎·伊帕爾找到了我。艾麗莎現(xiàn)在是加州大學(xué)舊金山分校精神病學(xué)系的教授，當(dāng)時她正在做關(guān)于嚴(yán)重慢性壓力的博士后研究。在21世紀(jì)初，人們知道處于嚴(yán)重慢性壓力下的人經(jīng)常表現(xiàn)出與自然衰老相似的生理變化，只是速度更快。換句話說，慢性壓力與人類加速衰老有關(guān)。從另一個角度來看，通過研究端粒，我們知道，如果你在四膜蟲或酵母細(xì)胞的端粒酶中進(jìn)行基因突變，使其停止工作，端粒在每次繁殖中都會變得越來越短，直到最終變得太短，這意味著給細(xì)胞發(fā)出停止增殖的信號（圖3）。這為該領(lǐng)域提供了一個廣受關(guān)注的新想法：也許端?？s短與哺乳動物的衰老有關(guān)。而在當(dāng)時，大家還不清楚人類細(xì)胞在衰老過程中究竟發(fā)生了什么。當(dāng)艾麗莎來問我慢性壓力是否可能與端?？s短有關(guān)時，我認(rèn)為這是一個非常有意思的問題。她告訴我，她正在做一項極為有趣的研究，研究對象是孩子患有發(fā)育障礙或慢性疾病的母親。這群母親承受著嚴(yán)重的慢性壓力，部分原因是在美國這種情況往往缺乏支持。艾麗莎的研究和她的發(fā)現(xiàn)與端?？s短之間可能的聯(lián)系激發(fā)了我的科學(xué)興趣，除此之外，我還有一個更私人的原因參與這項研究。那時，我正非常擔(dān)心我兒子成長的方方面面。這讓我對艾麗莎研究中的女性感同身受，意識到她們在具有挑戰(zhàn)性的護(hù)理情況下會多么有壓力。因此，我們決定開展一項試點研究。這項研究，以慢性疾病兒童的主要照顧者為研究對象，我的小組測定了她們端粒酶的活性，另一個小組測定了她們細(xì)胞中的端粒長度。我們將結(jié)果與對照組的母親進(jìn)行了比較，對照組的母親除了沒有患有慢性疾病的孩子之外，其他各方面和試驗組的母親都是相似的。我們的工作由一位名叫林玨的博士后研究員主導(dǎo)，她之前從事酵母端粒和端粒酶的研究，對這一新的研究方向很感興趣。很快，在第一項研究中，我們得到了一個令人驚喜的結(jié)果——端粒長度與護(hù)理的長期性和感知的心理壓力之間存在顯著的相關(guān)性！(圖4)。這是一個驚人的結(jié)果，它第一次表明，像慢性壓力這樣的心理狀況可與這種非常明顯的、最基本的分子水平上的物理變化相關(guān)！作為科學(xué)家，我們不會急于得出結(jié)論，因為我們知道人類傾向于把我們想看到的強加于現(xiàn)實和數(shù)據(jù)。這種傾向意味著，當(dāng)?shù)玫降某跏冀Y(jié)果符合我們“期望的”假設(shè)時，我們應(yīng)該特別警惕。因此，我們決定采取進(jìn)一步的實驗來驗證我們的初步結(jié)果。其中一種方法是以不同人群為研究對象，但他們都有相似的長期護(hù)理心理壓力（比如照顧一個患有癡呆癥的家庭成員），分析他們端粒長度的結(jié)果是否與前期實驗一致。其他研究還包括分析端粒長度與其他參數(shù)之間的可能關(guān)系，如環(huán)境因素、教育因素和其他精神或心理因素。從這些研究中我們發(fā)現(xiàn)了許多相似的聯(lián)系，因此，我的團(tuán)隊和其他參與者最終得出結(jié)論：端粒長度和人類健康之間存在非常顯著的聯(lián)系。
圖4：端粒長度與慢性壓力。首次對照顧慢性疾病兒童的母親進(jìn)行的研究發(fā)現(xiàn)，母親端粒的縮短與她們處于這種情況的年數(shù)(左)和感知的壓力水平(右)之間存在統(tǒng)計上顯著的相關(guān)性。改編自Epel等[8]。2017年，艾麗莎和我為大眾讀者合著了一本書，介紹了我們在端粒和人類健康方面的持續(xù)工作的核心和靈魂，名為：《端粒效應(yīng)：活得更年輕、更健康、更長壽的革命性方法》[10]（編者注：中國大陸的翻譯版將書名定為：《端粒：年輕、健康、長壽的新科學(xué)》）。盡管我應(yīng)該提到，是我們的出版商堅持讓我們在書名中加上“革命”二字，但事實上，我們的書確實收集并呈現(xiàn)了許多有趣的事實和結(jié)論。這里我想分享兩點重要的觀點。首先，生活方式和態(tài)度很重要！我們的睡眠、飲食和定期鍛煉的方式都會影響我們端粒的長度，正因為如此，這些活動可以促進(jìn)或損害我們的長期健康和長壽。消極思維的習(xí)慣也是如此，它們與端?？s短有關(guān)；相反，積極和堅韌的思維能增強端粒的良好維護(hù)。其次，我想強調(diào)端粒長度更廣泛的社會影響，也就是端粒受到環(huán)境的影響。這意味著當(dāng)我們確保在個人和社會層面上相互支持時，就能促進(jìn)良好的端粒維護(hù)和整體人類健康。因此，請記住我們在確保自己的端粒以及人類同胞的端粒健康長壽方面所起的重要作用。我們的日常選擇，以及必須不斷努力改善的社會影響，確實很重要，因為它們甚至?xí)从吃谖覀兗?xì)胞最基本的分子生物學(xué)中。關(guān)于科學(xué)研究和成為科學(xué)家，我有很多建議（圖5）。我想從強調(diào)堅持的力量開始。如果你發(fā)現(xiàn)自己對科學(xué)感興趣，你應(yīng)該知道堅持的必要性，因為有時科學(xué)看起來相當(dāng)艱巨和復(fù)雜。但是，不要放棄，因為你會在某個時刻發(fā)現(xiàn)突破挑戰(zhàn)的美妙。隨后的，滿足感會讓你知道堅持是值得的。此外，為了獲得長期的滿足感，你必須確信你所做的一切都是有價值的。所以，當(dāng)你選擇科學(xué)（或任何其他職業(yè)）的道路時，一定要從事你認(rèn)為值得做的事情。這樣，你的工作就有了內(nèi)在價值，即使當(dāng)你想放棄的時候，這種價值感也會鼓勵你堅持下去。當(dāng)你選擇了自己的道路并堅持下去時，請記住，任何東西，尤其是知識和技術(shù)，都可以以不同的方式使用。一定要時刻記住，無論你從事什么，都要為人類造福。當(dāng)你這樣做的時候，也要記住始終嚴(yán)格檢查你的結(jié)果，不要讓你的個人偏好和愿望干擾你收集和分析數(shù)據(jù)的方式。
我想強調(diào)的另一個方面是征求意見的重要性。在這方面我經(jīng)歷過教訓(xùn)：在我職業(yè)生涯的早期，我對尋求建議很猶豫。我擔(dān)心如果我看起來需要幫助，人們可能會看輕我，所以我會克制自己不去尋求幫助。事后看來，這有時讓我的人生之路變得更加艱難。我這么說是因為隨著時間的推移，特別是當(dāng)我兒子出生后，我必須找到同時做好大學(xué)教授和年輕媽媽的方式，這時我漸漸開始尋求建議。事實證明，這是非常有幫助的。無論是生活還是工作方面，我從那些已經(jīng)解決了我所面臨的挑戰(zhàn)的人那里都得到了各種我自己從未想過的解決方案。我意識到，在大多數(shù)情況下，人們是喜歡互相幫助的，而且實際上大家會尊重你愿意尋求建議的態(tài)度。所以我鼓勵你在前進(jìn)的道路上尋求建議，而不是讓你的生活變得不必要的艱難。同時，請記住，有很多人都希望你成功，所以找到這些人并與他們保持密切聯(lián)系，同時也要正確看待那些對你沒有幫助的人。我也想和你們談?wù)劺Щ蠛腕@喜。對我來說，科學(xué)充滿了謎題，有些是需要你投入整個職業(yè)生涯嘗試解決的大謎題，有些是你每天都要面對的小謎題。我最大的困惑是試圖理解生命本身是如何運作的。當(dāng)我每天分析數(shù)據(jù)并試圖解決一個關(guān)于特定現(xiàn)象的特定問題時，這個大難題就會分解成小的難題。總的來說，科學(xué)為我提供了安全與穩(wěn)定，使我通過一種客觀的、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆绞絹慝@得真理，同時，研究過程中意想不到的發(fā)現(xiàn)，會給我?guī)眢@喜和刺激。我把這些驚喜叫做生日禮物的驚喜，我非常喜歡它們。在這方面，我給你的建議是，充分享受你人生道路上的生日禮物驚喜。我知道你們中的一些人可能會被意外嚇到，但我可以向你們保證，如果你們用這種方式去對待科學(xué)，你們在科學(xué)中遇到的那種意外也都是好的驚喜。你對自己的專業(yè)領(lǐng)域掌握得越好，你就越能自由地走出你已知的領(lǐng)域，探索科學(xué)的生日驚喜。最后，我想特別對你們中間未來的女科學(xué)家說幾句鼓勵的話。從我的例子你就可以看到，女性可以在科學(xué)領(lǐng)域擁有成功、充實、快樂的職業(yè)生涯。我不知道你們是否知道，2009年，當(dāng)我和卡羅爾·格萊德被授予諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎時，另外三位女性也分別獲得了諾貝爾獎:化學(xué)獎、經(jīng)濟(jì)學(xué)獎和文學(xué)獎。我覺得這向年輕的科學(xué)家們發(fā)出了一個重要的信號，告訴他們諾貝爾獎得主可以是男性，也可以是女性。因此，我很榮幸能夠成為未來一代女性，乃至所有科學(xué)家的一個標(biāo)志。
致謝：
感謝諾亞戈夫進(jìn)行的訪談作為本文的基礎(chǔ)，也感謝他與我共同撰寫論文，感謝愛麗絲·蓋特提供的插圖，感謝蘇珊·迪百德對手稿進(jìn)行的文案編輯。
封面圖來自Flickr。
伊麗莎白·布萊克本教授簡介
伊麗莎白·布萊克本教授，1948年出生于澳大利亞塔斯馬尼亞州的一個小城。她兒時是個非常好奇的孩子，喜歡動物，很小的時候就被生物學(xué)吸引。20世紀(jì)70年代，布萊克本在澳大利亞墨爾本大學(xué)學(xué)習(xí)，并獲得了生物化學(xué)學(xué)士和碩士學(xué)位。隨后，她繼續(xù)在英國劍橋大學(xué)攻讀分子生物學(xué)博士學(xué)位，在那里她使用DNA測序來研究特定噬菌體的核酸組成。
1975年，在獲得分子生物學(xué)博士學(xué)位后，她開始在美國耶魯大學(xué)約瑟夫·加爾教授的實驗室進(jìn)行博士后研究。在那里，她研究了四膜蟲的染色體，這種生物通常被稱為池塘浮渣。她發(fā)現(xiàn)，四膜蟲的端粒由短而重復(fù)的核苷酸胸腺嘧啶和鳥嘌呤組成，以TTGGGG的形式存在。
1978年，布萊克本成為加州大學(xué)伯克利分校的分子生物學(xué)助理教授，在那里她繼續(xù)研究四膜蟲的端粒。1985年，布萊克本教授和她的學(xué)生卡羅爾·格雷德一起發(fā)現(xiàn)了負(fù)責(zé)將端粒末端添加到線性染色體上的酶，后來被命名為端粒酶。由于這些發(fā)現(xiàn)，布萊克本教授與卡羅爾·格萊德爾和另一位端粒研究合作者杰克·紹斯塔克被授予2009年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。
1990年，布萊克本教授離開伯克利，在加州大學(xué)舊金山分校擔(dān)任教授，繼續(xù)研究端粒。她和心理學(xué)研究員艾麗莎·伊帕爾一起研究了端粒和慢性壓力之間的關(guān)系。她們的第一項研究引出了一系列將端粒長度與人類健康以各種方式聯(lián)系起來的研究。這項長期合作的記錄于2017年發(fā)表在一本名為《端粒效應(yīng)：活得更年輕、更健康、更長壽的革命性方法》的科普書中。
在她的職業(yè)生涯中，布萊克本獲得了許多獎項，包括NAS分子生物學(xué)獎(1990年)、澳大利亞獎(1998年)、哈維獎(1999年)、迪克森獎(2000年)、ASCB公共服務(wù)獎(2004年)、歐萊雅聯(lián)合國教科文組織杰出女科學(xué)家獎(2008年)、諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(2009年)和AIC金獎(2012年)。
翻譯對照表：
Elizabeth Blackburn 伊麗莎白·布萊克本
University of California, San Francisco 加州大學(xué)舊金山分校
Telomere 端粒
Muller 穆勒
McClintock 麥克林托克
pond scum 池塘浮渣
Tetrahymena thermophlia 嗜熱四膜蟲
Carol Greider 卡羅爾·格雷德
Claire Wyman 卡萊爾·懷曼
Telomerase 端粒酶
Jack Szostak 杰克·紹斯塔克
Elissa Epel 愛麗莎·伊帕爾
Jue Lin 林玨
補充材料：
1.https://www.amazon.com/Telomere-Effect-Revolutionary-Approach-Healthier/dp/1455587974
2.https://www.nobelprize.org/womenwhochangedscience/stories/elizabeth-blackburn?keyword=enzyme%23::text=Tetrahymena%20thermophila%2C%20commonly%20known%20as,Features%20of%20a%20Model%20Eukaryote
3. https://www.theguardian.com/science/2017/jan/29/telomere-effect-elizabeth-blackburn-nobel-prize-medicine-chromosomes
1. Muller, H. J. 1938. The remaking of chromosomes. Collect. Net 13:181–98.2. McClintock, B. 1939. The behavior in successive nuclear divisions of a chromosome broken at meiosis. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.25:405–16. doi: 10.1073/pnas.25.8.4053. Blackburn, E. H., and Gall, J. G. 1978. A tandemly repeated sequence at the termini of the extrachromosomal ribosomal RNA genes in Tetrahymena. J. Mol. Biol. 120:33–53.4. Blackburn, E. H. 2010. Telomeres and telomerase: the means to the end (Nobel lecture). Angew. Chem. Int. Ed. 49:7405–21. doi: 10.1002/anie.2010023875. Greider, C. W., and Blackburn, E. H. 1985. Identification of a specific telomere terminal transferase activity in Tetrahymena extracts. Cell. 43:405–13.6. Greider, C. W., and Blackburn, E. H. 1987. The telomere terminal transferase of Tetrahymena is a ribonucleoprotein enzyme with two kinds of primer specificity. Cell. 51:887–98.7. Yu, G. L., Bradley, J. D., Attardi, L. D., and Blackburn, E. H. 1990. In vivo alteration of telomere sequences and senescence caused by mutated Tetrahymena telomerase RNAs. Nature. 344:126–32.8. Epel, E. S., Blackburn, E. H., Lin, J., Dhabhar, F. S., Adler, N. E., Morrow, J. D., et al. 2004. Accelerated telomere shortening in response to life stress. Proc.Natl. Acad. Sci. U.S.A. 101:17312–5. doi: 10.1073/pnas.04071621019. Blackburn, E. H., Epel, E. S., and Lin, J. 2015. Human telomere biology: a contributory and interactive factor in aging, disease risks, and protection.Science. 350:1193–8. doi: 10.1126/science.aab338910. Blackburn, E., and Epel, E. 2017. The Telomere Effect: A Revolutionary Approach to Living Younger, Healthier, Longer. New York, NY: Grand Central Publishing.關(guān)于Frontiers for Young Minds
Frontiers for Young Minds 創(chuàng)刊于2013年，是瑞士Frontiers出版社專為孩子們創(chuàng)辦的科學(xué)期刊，也是Frontiers花費多年心血培育的純公益項目。
它的運作模式和科技期刊完全相同，旨在從青少年時代即培養(yǎng)孩子們的科學(xué)思維，并提供與世界一流科學(xué)家交流的機會。截至目前，有5,250名青少年審稿人參與評審，790位科學(xué)導(dǎo)師來指導(dǎo)他們的審稿流程。
Frontiers for Young Minds的1,000多篇文章已獲得2,700多萬次瀏覽和下載，擁有英語、希伯來語和阿拉伯語三個版本。期刊編輯委員會目前由來自64多個國家的科學(xué)家和研究人員組成。
Frontiers for Young Minds 的內(nèi)容包含了天文學(xué)和物理、生物多樣性、化學(xué)和材料、地球及其資源、人類健康、數(shù)學(xué)、神經(jīng)科學(xué)和心理學(xué)——以及即將推出的工程和技術(shù)相關(guān)學(xué)科。雖然期刊的讀者是青少年，但 Frontiers for Young Minds 中發(fā)表的所有研究都基于堅實的循證科學(xué)研究。
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