杰克·绍斯塔克(2009年诺贝尔生理学或医学奖得主)
| 中文名 | 杰克·绍斯塔克 |
| 外文名 | Jack William Szostak |
| 出生 | 1952年11月9日,英国伦敦 |
| 逝世 | |
| 国籍 | 加拿大/美国 |
| 母校 | 麦吉尔大学、康奈尔大学 |
| 知名于 | 揭示端粒保护染色体机制、酵母遗传学研究 |
| 奖项 | 诺贝尔生理学或医学奖(2009年) |
| 研究领域 | 分子生物学、遗传学、起源生命研究 |
| 机构 | 哈佛医学院、麻省总医院、霍华德·休斯医学研究所 |
生平
杰克·威廉·绍斯塔克(Jack William Szostak)1952年11月9日出生于英国伦敦,幼年随家人移居加拿大。他在蒙特利尔长大,在麦吉尔大学获得细胞生物学学士学位。此后赴美国康奈尔大学攻读博士学位,师从吴瑞教授(Ray Wu),1977年获得生物化学博士学位。
绍斯塔克的博士研究专注于DNA重组机制,这段经历为他日后在端粒生物学领域的贡献奠定了基础。完成博士学业后,他来到哈佛医学院从事博士后研究,随后加入哈佛医学院任教,并成为麻省总医院的研究员。他后来还在霍华德·休斯医学研究所担任研究员。
学术生涯
绍斯塔克的科学家涯围绕着几条不同的研究主线展开。在端粒研究方面,他利用酵母作为模式生物,从遗传学角度证明端粒序列对于染色体稳定性和完整复制至关重要。他的关键实验表明,在酵母中人工构建线性微型染色体时,必须在末端加入端粒序列才能维持染色体的稳定。这一工作为端粒的功能提供了直接证据,并与布莱克本发现了酵母端粒与四膜虫端粒的保守性,确认了端粒的保护作用在进化上是高度保守的。
在酵母遗传学方面,绍斯塔克开发了一套强大的酵母人工染色体(YAC)系统。YAC可作为载体承载大片段外源DNA,在基因克隆、基因组物理图谱构建和人类基因组计划中发挥了关键作用。
进入21世纪后,绍斯塔克的研究重心转向了生命的起源这一宏大问题。他在哈佛建立了一个跨学科实验室,从化学、生物学和进化论角度探索原始细胞(protocell)的形成机制。他的团队成功构建了能够自我复制和进化的原始细胞模型,通过对脂肪酸囊泡和RNA复制系统的研究,试图揭示从非生命到生命的转变过程。
获奖成就
2009年,绍斯塔克与伊丽莎白·布莱克本、卡罗尔·格雷德共同获得诺贝尔生理学或医学奖。他还获得2006年拉斯克基础医学奖、2008年奥尔巴尼医学中心奖、2008年托马斯·哈特奖等。
他于1984年获得麦克阿瑟"天才"奖助金,1998年当选美国国家科学院院士,2019年当选英国皇家学会外籍院士。
历史贡献
绍斯塔克在端粒生物学领域的主要贡献包括:第一,利用酵母模型揭示了端粒是维持染色体完整性的必要条件,证明了端粒序列在染色体末端的保护功能;第二,与布莱克本合作发现酵母端粒序列,证实端粒是高度保守的遗传结构;第三,他开发的酵母人工染色体系统成为基因组学研究的重要工具。
在更广泛的意义上,绍斯塔克的酵母遗传学方法为理解真核生物染色体的结构和功能提供了范式工具。他的YAC系统使科学家能够克隆和分析长达数兆碱基的大片段DNA,对基因组物理图谱的构建和人类基因组测序的早期阶段具有重大意义。
而他在生命起源研究方面的开创性工作——如果最终取得突破——可能成为比诺贝尔奖更具历史意义的科学贡献。
轶事典故
绍斯塔克以广泛的学术兴趣而闻名。从最初的DNA重组研究到端粒生物学,再到酵母遗传学和人类基因组工程,最终转向生命起源研究,他的研究跨度之大在当代科学家中实属罕见。
他是一位极其优秀的实验科学家,以精巧和严密的实验设计著称。他的实验室培养了一大批如今活跃在世界各地的杰出科学家。
绍斯塔克对生命起源的追问来自于一种深刻的科学好奇心。他曾在采访中说:"理解生命如何从非生命物质中起源是科学中最根本的问题之一。"他的团队在原始细胞领域的研究工作多次登上《自然》和《科学》等顶级期刊的封面。
绍斯塔克虽然出生在伦敦,在加拿大长大,但长期在美国工作,是一位典型的国际化科学家。他在不同阶段选择研究方向的勇气和远见,体现了顶级科学家的学术自信。
参考文献
1. Szostak JW, Blackburn EH. Cloning yeast telomeres on linear plasmid vectors. Cell. 1982;29(1):245-255. 2. Szostak JW, Orr-Weaver TL, Rothstein RJ, Stahl FW. The double-strand-break repair model for recombination. Cell. 1983;33(1):25-35. 3. Szostak JW, Bartel DP, Luisi PL. Synthesizing life. Nature. 2001;409(6818):387-390. 4. 诺贝尔奖官方网站:Jack Szostak – Biographical. https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2009/szostak/biographical/ 5. Attwater J, Wochner A, Holliger P. In-ice evolution of RNA polymerase ribozyme activity. Nat Chem. 2013;5(12):1011-1018.