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饶毅的科学成就 鲁白 从1985年出国留学，饶毅先后师从著名科学家旧金山加州大学的詹裕农和哈佛大学的Doug Melton。其后在华盛顿大学和西北大学任教，饶毅二十多年基本上是一位发育神经生物学家。饶毅实验室对科学的贡献主要有以下几个方面： 神经细胞轴突生长的调控： 神经细胞（也叫神经元）用以输出信号的轴突（一种很长的细胞突起）是怎样生长的？轴突很长，在脑的发育过程中，轴突是按严格的路线来生长的。例如，脊髓中的中介神经元，先要从脊髓背外侧向腹内侧生长，在中线处要克服阻力走向对侧，过对侧后又急转向上，长向中脑。神经轴突为什么能如此精确地生长，是发育神经生物学中的一大难题。 1990年代初，旧金山加州大学的年轻教授Marc Tessier-Lavigne一举找到了轴突跨越中线的吸引性指导分子，叫netrin。随后，斯坦福大学的Corey Goodman也发现了另一组轴突调控蛋白，叫samopholins。当时，Tessier-Lavigne是公认的科学界的大明星（2005年当选美国科学院院士，现为洛克菲勒大学校长），Goodman 则是功成名就的大师，很年轻时就是美国科学院院士了。他们两家实验室几乎主导整个领域。所以，在他们主攻第三类轴突调控分子Slit时，根本没有想到过会有对手，而这个对手还是初出茅庐的饶毅。当时Tessier-Lavigne和Goodman 分别在小鼠和果蝇模型上寻找在中线上的排斥性的指导分子，并不约而同地找到了分泌蛋白Slit。饶毅实验室则独出奇境，发现嗅球细胞的轴突生长，也受到排斥性分子的调控。根据果蝇slit突变体的表型，他们猜想到这个排斥分子可能就是Slit。于是他们设计实验证明，嗅球神经元轴突上表达Slit的受体Robo,而Slit则表达在嗅球神经元轴突要经过的隔区，对其起排斥作用。这样，他们用不同的体系证明了Slit通过Robo介导神经轴突的生长。1999年，饶毅，Tessier-Lavigne和Goodman三个实验室在同一期《细胞》上发表三篇论文，报告Slit对轴突生长的调控，成为当时科学界的一个重大突破。饶毅在这场与国际一流大师的竞争中脱颖而出，展示了其独到的科学洞察力和坚实的原创实力。 神经元迁移的分子机制： 在大脑发育过程中的一个有趣现象是，脑神经元出生于大脑皮层的最下层，然后迁移到达其最终的位置。一百多年前，科学家们就猜想大脑皮层中的神经元是迁移而来的。1961年，Sidman首次直接观察到大脑发育时神经元的迁移。神经元的迁移的精确性对神经环路建立至关重要，迁移的错误将导致严重的神经疾病。因此，科学家们一直想找到能够控制神经元迁移的细胞外分子。直到1999年，饶毅实验室报告了第一个调控神元迁移的分子－Slit。他们发现Slit对迁移中的神经元起到一个排斥的作用，使它们沿着一定的轨道走而不会“脱轨”。Slit是一个分泌蛋白。饶毅和他的同事们设计了一个非常漂亮的实验。他们将迁移神 1 经元放在两块表达Slit的组织之间。发现如果放在靠左，神经元就向右走，反之则反。如果放在正中，神经元就直线走。这就证明了迁移神经元能够感受其左右的Slit的浓度梯度，来决定其走向。饶毅实验室的这项研究成果，在调控神经元迁移的分子机制的认识方面意义重大，是可以进教科书的工作。饶毅实验室随后又发表了一系列论文，证明Slit不仅调控多种神经元的迁移，而且能指导白细胞和血管细胞的迁移，从而对炎症和血管形成有重要调节功能。因此，饶毅的Slit研究工作对细胞迁移的理论有普遍意义。 神经元极性的形成: 神经元具有多个接收信号的树突和一个输出信号的轴突。早在19世纪，神经科学的鼻祖卡哈尔就发现，神经元是极性化的细胞，有多个输入，一个输出。他将此称为神经元定律。为什么一个神经元只长一个轴突呢？2002年，因为中科院上海神经科学研究所一个实验室的搬迁，饶毅开始接手指导留下的研究生蒋辉，郭伟，梁新华，通过一系列精巧的实验证明，细胞内的信号分子GSK3β对控制神经元极性至关重要。他们发现GSK3β具有抑制轴突形成的功能。当神经元内GSK3β活性增高时，轴突不能形成。反之，GSK3β活性受到抑制时，会形成多个轴突。更有趣的是，当他们对已经长了3天的神经元加GSK3β抑制剂时，能够使已经形成的树突转变为轴突。这项工作2005年在世界顶级学术刊物《细胞》上发表。也是该刊自1980年发表中科院微生物研究所陆德如等三位学者关于大肠杆菌Tn2转座子转座性质的文章后的25年来第一篇全部在中国国内做出来的研究论文。需要指出的是，该发现不能算是揭示调控神经元极性化的分子机制的首创。日本的Kabuchi实验室在几年前已经发现了几个与GSK3β在同一个信号通路上的分子，并在同一期《细胞》上也报告了GSK3β对神经元极性的调控。尽管如此，饶毅实验室的该项工作证实了一条控制轴突发起的信号通路。因此被认为是发育神经生物学中一项重大发现。 2004年，饶毅在北京生命科学研究所建立了实验室，除了继续神经元极性研究外，开始了社会行为的分子基础方面的研究。2007年全职回国后，饶毅把主要研究方向从神经发育分子机制转到社会神经生物学，即社会行为的神经机理分析。研究领域的转型非常耗时且极具挑战性。但饶毅以兴趣广泛知识面博大著称，他研究生时期打下的果蝇遗传学基础，使他能很快进入这个全新的研究领域。他在分子和发育神经生物学方面的多年积累，也使他进入该领域不久就有独到的建树。 分子社会生物学： 迄今为止绝大多数的生物学研究都集中在生物个体内部，如肝脏是怎么工作的，脑怎样调控心脏，甚至脑中哪一部位参与个体的学习记忆、逻辑思维，等等。而社会生物学则要研究动物之间的相互作用，例如竞争，侵略性，友谊，同情心，求偶，性取向，等等。这个领域的研究始于20世纪初，但近百年来几乎没有什 2 本文来源：https://www.dywdw.cn/9c42622da5c30c22590102020740be1e650eccdd.html
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2022-12-30
