從“誤入”科研到拉斯克獎得主，她認為科學成功的關(guān)鍵是——
“婦女能頂半邊天”，然而不可否認的是，當今社會中女性在科研領(lǐng)域中仍處于弱勢地位。從根本上改善這種狀況，可能需要我們追根溯源。
相關(guān)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，無論男孩還是女孩，很多人在童年時都有成為科學家的夢想。然而如果讓這些兒童畫出自己心目中的科學家，人們卻發(fā)現(xiàn)男性的科學家占了絕大多數(shù)。
改善人們心目中的科學家的面孔，讓女性科學工作者形象的在耳濡目染中影響孩子的世界觀是一件任重道遠的事情。正基于此，“賽先生”將在近期介紹幾位女性科學家，讓讀者了解那些活躍在歷史和當今的女性科學工作者們。
撰文 | 郭曉強
編輯 | 李研 楊丹丹
2018年，著名的美國拉斯克-科士蘭醫(yī)學特別成就獎（Lasker-Koshland Special Achievement Award in Medical Science）授予耶魯大學瓊·阿吉辛格·施泰茨（Joan Argetsinger Steitz）教授，以表彰她“四十年來在生物醫(yī)學領(lǐng)域的領(lǐng)導作用，包括在RNA生物學領(lǐng)域的開創(chuàng)性發(fā)現(xiàn)、對青年科學家的無私幫助和對女性科學家的大力支持”。
她是如何走上科研道路的？她的經(jīng)歷又能帶給我們怎樣的啟示？今天，我們就來講講施泰茨的故事。
“誤入”科研
1941年1月26日，瓊·阿吉辛格出生于美國明尼蘇達州東南部的明尼阿波利斯市（Minneapolis），并在當?shù)亻L大。她的父母都是教師，從小就培養(yǎng)瓊·阿吉辛格對自然科學的興趣，并積極鼓勵她根據(jù)自己的興趣進行職業(yè)道路的選擇。
起初，瓊·阿吉辛格對從事科研工作并沒有多少動力。首先，當時大學女性教職少之又少，因此女性科學家要付出常人難以想象的艱辛；其次，她難以接受節(jié)假日和晚上加班，而這些都是科研人員的家常便飯。
考慮再三，瓊·阿吉辛格決定將來能成為一名醫(yī)生而非科學家。于是，瓊·阿吉辛格在1963年從安提亞克學院（Antioch College）畢業(yè)并獲化學學位后，申請哈佛醫(yī)學院并獲批準。
然而，造物弄人，冥冥之中好似有股神秘力量將瓊·阿吉辛格推向科研。大學畢業(yè)的瓊·阿吉辛格期望在假期找個兼職，最終，她在明尼蘇達大學高爾（Joseph Gall）實驗室獲得一份短期工作。而這次選擇徹底改變了瓊·阿吉辛格的人生。
高爾是著名的細胞生物學家，一方面在科研上碩果累累（原位雜交技術(shù)發(fā)明人），另一方面還是一位善于傳道授業(yè)的師者，吸引和感召了眾多年輕人從事科研。他也曾于2006年獲得拉斯克醫(yī)學特別成就獎。
高爾非常開明，他鼓勵瓊·阿吉辛格根據(jù)自己的思想來展開實驗。在隨后一個多月時間，瓊·阿吉辛格開始夜以繼日地鉆研，就連晚上和周末也不懈怠。瓊·阿吉辛格逐漸發(fā)現(xiàn)，加班也并非那么難以忍受。非常關(guān)鍵的是，這段經(jīng)歷使瓊·阿吉辛格深深愛上了科研。和高爾全面溝通后，瓊·阿吉辛格最終決定放棄做醫(yī)生的想法，轉(zhuǎn)而成為一名科學家。
想法有了，但還來得及轉(zhuǎn)換嗎？機緣巧合的是，當時哈佛大學正在實施一項生物化學與分子生物學研究生計劃。該計劃共招收十個名額，但因為其中一位參加者中途放棄，留下一個空缺。瓊·阿吉辛格于是幸運地得到這一良機，成為這項計劃唯一的女性。
“起始”之謎
1963年，瓊·阿吉辛格進入哈佛大學，她選擇DNA雙螺旋提出者、剛獲諾貝爾獎不久的沃森（James Watson）作為導師。此時，沃森研究重點已從DNA轉(zhuǎn)向RNA，特別是關(guān)注遺傳信息從DNA傳遞到蛋白質(zhì)的過程中RNA發(fā)揮的關(guān)鍵性作用。
瓊·阿吉辛格被RNA結(jié)構(gòu)可變性和功能多樣性深深吸引，從而將其作為自己一生的科研伴侶。當時分子生物學正處于起步階段，RNA領(lǐng)域更是一個新興領(lǐng)域，特別適合年輕人開展研究?！昂ｉ煈{魚躍，天高任鳥飛”，瓊·阿吉辛格逐漸理解了基本概念并完成了實驗操作。
除了事業(yè)上的成功，瓊·阿吉辛格還在哈佛大學收獲了愛情。自然科學領(lǐng)域“男多女少”的情況為她收獲愛情果實提供了方便。1966年，她與同學托馬斯·施泰茨（Thomas Steitz）結(jié)婚，她的名字也就改為今天大家所熟知的瓊·施泰茨。值得一提的是，托馬斯·施泰茨由于在蛋白質(zhì)翻譯方面的研究獲得了2009年諾貝爾化學獎。
1967年，夫妻雙雙來到劍橋大學醫(yī)學研究委員會（MRC）分子生物學實驗室開展博士后研究。在劍橋大學，瓊·施泰茨結(jié)識了分子生物學領(lǐng)域多位大牛，包括DNA雙螺旋模型的另一位提出者克里克（Francis Crick）、mRNA分子發(fā)現(xiàn)者布雷內(nèi)（Sydney Brenner）等。這些學術(shù)大咖的言傳身教，使得瓊·施泰茨迅速成長為RNA生物學領(lǐng)域一顆冉冉升起的新星。
在這種氛圍下，瓊·施泰茨也更容易接觸到RNA領(lǐng)域最基礎(chǔ)、最前沿的問題。其中一個非常關(guān)鍵的問題是關(guān)于mRNA的。mRNA是蛋白質(zhì)翻譯模板，當時已發(fā)現(xiàn)mRNA存在起始密碼子AUG，然而一個mRNA往往有多個AUG，該如何識別？當時一種觀點認為是隨機模式，即多次試錯后的結(jié)果，但瓊·施泰茨并不十分認同這一觀點。
瓊·施泰茨以噬菌體mRNA的研究為出發(fā)點，發(fā)現(xiàn)在起始密碼子AUG前端還有一段重要序列，它們對翻譯起始也發(fā)揮著關(guān)鍵性作用。這一發(fā)現(xiàn)一方面揭開了蛋白質(zhì)翻譯起始之謎，另一方面也使人們對RNA新功能, 即發(fā)揮引導（被識別）作用，有了認識。
“配對”玄機
1970年，完成博士后工作的施泰茨夫婦回到美國。幸運之神再次降臨。瓊·施泰茨進入著名耶魯大學，并成為助理教授。這一方面得益于瓊·施泰茨取得的科學成就，另一方面是60年代末美國興起的婦女運動使許多大學開始接收女員工。
瓊·施泰茨在一次談話中提及，這對她而言這是一個巨大驚喜，因為她從來沒想過成為一名教師，特別是成為一所著名大學里可以指導研究生的教師。她原本覺得當一個實驗室研究助理就心滿意足了。
瓊·施泰茨在耶魯大學也面臨多種困難和疑惑：一下子不適應(yīng)角色的轉(zhuǎn)換，而且對獨立運營實驗室缺乏自信。在導師沃森和同事的鼓勵和幫助下，她的研究開始步入正軌，并日漸起色。
在耶魯大學，瓊·施泰茨仍舊對蛋白質(zhì)翻譯起始充滿巨大興趣。起始密碼子可以被tRNA通過堿基配對的方式識別，那AUG前面那段序列呢？
通過進一步研究，瓊·施泰茨終于解開這一謎團。原來，16S rRNA恰好擁有一段序列，可與mRNA的AUG上游序列互補配對。正是這種配對保證了mRNA精確定位，避免蛋白質(zhì)翻譯的錯誤起始。這一結(jié)果完美解釋了蛋白質(zhì)翻譯起始機制。于是在1978年，她就榮升正教授了。
碩果累累
就在瓊·施泰茨升任正教授的前一年，羅伯茨（Richard John Roberts）和夏普（Phillip Allen Sharp）實驗室借助分子雜交實驗，幾乎同時發(fā)現(xiàn)真核生物編碼mRNA的DNA序列為非連續(xù)排列。具體來說，DNA由編碼的外顯子（exon）和不編碼的內(nèi)含子（intron）兩部分交替排列。最終，成熟mRNA只保留外顯子部分的序列，而去除內(nèi)含子部分。
羅伯茨和夏普由于這一貢獻而分享1993年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。但DNA不連續(xù)排列的特性也提出一個非常重要的問題：內(nèi)含子最終是如何被去除的？
瓊·施泰茨決定揭示這一現(xiàn)象背后的秘密。1978年，瓊·施泰茨和她的博士生勒納（Michael Lerner）意外從自身免疫性基本系統(tǒng)性紅斑狼瘡患者體內(nèi)得到一種抗體。這種抗體可以特異性結(jié)合小核RNA及相關(guān)蛋白——小核核糖核蛋白（small nuclear ribonucleoproteins, snRNP）。小核RNA（small nuclear RNA，snRNA）是1966年偶然發(fā)現(xiàn)的一類特殊RNA，它們含有約150個核苷酸，主要定位于細胞核，但作用一直不明。瓊·施泰茨的這一發(fā)現(xiàn)為研究snRNA功能提供了理想工具。
1979年，瓊·施泰茨進一步發(fā)現(xiàn)，snRNP可與mRNA前體分子形成拼接體（splicesomes），其中的snRNA與mRNA前體分子拼接點互補配對，對啟動隨后的內(nèi)含子剪切和外含子連接具有重要作用。隨后幾十年內(nèi)，瓊·施泰茨一直研究snRNP參與mRNA拼接的分子機制，為闡明這一現(xiàn)象做出重要貢獻。
瓊·施泰茨除研究snRNP外，還對其他RNA開展了廣泛研究，包括微小RNA（microRNA）、長鏈非編碼RNA（LncRNA）等，從而極大革新了人們對RNA生物功能的理解和認識，使人們越來越意識到RNA是一類功能多樣且重要的生物大分子。通過這些努力和貢獻，瓊·施泰茨被公認為非編碼RNA革命的先驅(qū)者之一。
甘做人梯
瓊·施泰茨不僅自身做出了卓越貢獻，而且為RNA領(lǐng)域發(fā)展培養(yǎng)了大量后備人才。她指導和培養(yǎng)的研究生和博士后有200余人，大部分都從事科學研究，部分已經(jīng)成為各國科學院院士。
瓊·施泰茨認為，科學成功的關(guān)鍵包括興趣、創(chuàng)造力、創(chuàng)新性和良好的人際交往能力。因此積極營造一個合作氛圍濃厚的實驗室環(huán)境，鼓勵研究生互相交流非常重要。年輕科研人員除了從本領(lǐng)域獲得知識外，還應(yīng)從其他學科汲取營養(yǎng)，具有跨學科思維。
瓊·施泰茨還積極鼓勵研究生和博士后獨立工作，在實驗室發(fā)表的近400篇論文中，有60余篇她都沒有署名。
除了指導自己的研究生和博士后，瓊·施泰茨在為本科生授課，或為科學會議做大會報告時，都充滿了激情，展現(xiàn)出對科學的摯愛，用巨大的科學感召力影響了一代科學家。
最初，瓊·施泰茨的科研動力來自自身期望做科研、期望做優(yōu)秀科研、期望被尊重。但后來她意識到，“一花獨放不是春，萬紫千紅才是春”，除了做好自己的科研，還應(yīng)積極推動整個學科發(fā)展。于是，瓊·施泰茨逐漸成為一名科學倡導者，積極呼吁社會對科學家更多理解、寬容和支持，以營造更好的科學氛圍。
1992年，在她與1989年諾貝爾化學獎獲得者切赫（Thomas R. Cech）等的倡導下，RNA學會成立，鼓勵和支持更多年輕科學家加入這個充滿挑戰(zhàn)的“RNA世界”。
女性楷模
作為女性科學家，瓊·施泰茨還積極爭取女性在科學界的權(quán)益。2005年，瓊·施泰茨被邀請加入美國國家科學院和工程院下的一個委員會（Committee on Maximizing the Potential of Women in Academic Science and Engineering），尋求更大程度發(fā)揮女性在科學界和工程界的作用。他們最終出版《超越偏見和障礙》（Beyond Bias and Barriers）一書，系統(tǒng)闡述了女性在工作中面臨的歧視和不公，全面分析了產(chǎn)生這種狀況的原因，并詳細提出了具體解決措施。
在瓊·施泰茨看來，女科學家在工作中往往付出雙倍努力，但只能得到一半回報，因此需要承受更大壓力。相較她走上科學道路的上世紀60年代，在科研日益職業(yè)化的今天，雖然女科學家所面臨的科研環(huán)境和氛圍都得到了極大改善，但仍差強人意。由于社會和家庭等多方面緣故，眾多女性科研工作者最終還是放棄了。
瓊·施泰茨認為，為女科學家樹立榜樣可以增加從事科研的信心，應(yīng)該用成功女性的言傳身教來鼓勵更多女性加入科研隊伍。瓊·施泰茨本人常被作為女科學家楷模，來鼓舞更多女性獻身科學事業(yè)。她也因此先后榮獲Weizmann婦女和科學獎（1994年）、UNESCO-L’Oreal女科學家獎（2001年）和Rosalind E. Franklin女科學家獎（2006年）等。
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參考資料
[1] http://www.laskerfoundation.org/awards/show/leadership-rna-biology-and-scientific-mentorship/
[2] 郭曉強,馮志霞.RNA研究領(lǐng)域的女科學大師——斯特恩茲.生物學通報,2009,44(9):60-62.
[3] Steitz JA. Polypeptide chain initiation: nucleotide sequences of the three ribosomal binding sites in bacteriophage R17 RNA.Nature,1969, 224(5223):957-964.
[4] Steitz JA,Jakes K.How Ribosomes Select Initiator Regions in mRNA: Base Pair Formation between the 3' Terminus of 16S rRNA and the mRNA during Initiation of Protein Synthesis in Escherichia coli. Proc Natl Acad Sci USA,1975, 72(12):4734-4738.
[5] Lerner MR, Boyle JA, Mount SM, Wolin SL, Steitz JA.Are snRNPs involved in splicing? Nature,1980,283(5743):220-224.
[6] Cech TR. A Lifelong Passion for All Things Ribonucleic. Cell. 2018 Aug 25. pii: S0092-8674(18)31098-5.
[7] Jackson S. RNA biologist Joan Steitz awarded the 2018 Lasker~Koshland Special Achievement prize.J Clin Invest. 2018 Sep 11. pii: 124208..
[8] 王大鵬，改善女性在科研中的弱勢地位，應(yīng)從增加科普作品中女科學家形象開始，北京科技報
文章頭圖及封面圖片來源：Robert Lisak / Yale University
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