北大校友王明波荣膺“澳总理科学奖”

　　

生物通综合：人类基因计划发现人类基因有约32000个，仅多于其他动物、昆虫及多数植物。了解基因激活及灭活是认识基因互作创造人类、果蝇和谷类植物的关键所在。通过调查植物对病毒入侵的反应，堪培拉联邦科学与工业研究机构植物研究所彼得.沃特豪斯、王明波博士及其研究组成员发现了一种新的植物遗传控制方式, 即运用植物自身病毒防卫机制。两位科学家因在植物基因沉默研究领域的重大贡献而荣获2007澳大利亚“总理科学奖”。

 

     1997年，他们在研究植物病毒时发现，通过基因抑制可以培育出蓝玫瑰。 他们发现能够控制植物免疫反应以阻断遗传信息从细胞核流动到细胞“蛋白工厂”，基因不被破坏而是得到有效控制或沉默。1998年，他们发表了这项研究成果。而仅仅数月前，美国的一个研究小组概述了一种与之类似的动物基因抑制技术。 然而，彼得.沃特豪斯和王明波的研究结果以广泛应用到生物科学领域，迄今为止这一技术已诞生100多个专利，且有助于人们对植物、动物及人类基因的理解。

 

  20世纪90年代，联邦科学与工业研究机构植物研究所的彼得.沃特豪斯、王明波及其同事为了寻求谷类植物抗病毒的更佳途径，对植物的“免疫系统”展开了调查。这是一项意义重大的工作。他们发现有一种病毒——大麦黄矮病毒使全球小麦收成减少了20%，同时,大面积的病毒侵袭导致全球其他谷类作物的产量减少。

   人们对人类自身的免疫防卫概念不再陌生，但很少有人知道植物也可以通过“防卫机制”：即将含有不完全病毒的RNA输送到植物会刺激植物的防卫系统，消灭不完全病毒的RNA，从而增加植物抵抗病毒的能力。这一过程首次表达于19世纪20年代，然而其产生机制却仍是个谜。

 

   植物病毒大多是RNA转录。当植物受到感染时，病毒入侵宿主植物细胞内部构造，然后使双链RNA转变为一种新的RNA病毒。通常，在健康的植物细胞中没有双链RNA。1995年为西红柿和马铃薯为研究作物，研究小组发现运用双链RNA可能会刺激植物产生病毒防卫机制。通过一系列实验从而证实了转变植物基因可以使植物增强病毒抗击力。

 

   1997年他们又以大米和马铃薯为对象，发现当病毒入侵时，植物能够产生一种机制以辨别和阻断双链RNA复制，然后将基因组同源的反义基因与能够破坏正常单链RNA核酸酶结合。

 

    植物病毒大多基于核糖核酸（RNA）。RNA是脱氧核糖核酸（DNA）的姐妹分子，其作用是把遗传信息转化为蛋白质。当病毒攻击植物细胞时，它们会制造出双链核糖核酸，并以此作为制造新RNA病毒的第一步。植物可以识别出双链核糖核酸并消灭它，再把这些RNA片断与酶绑在一起。接下来，酶就可以找到病毒的单链核糖核酸并摧毁它。

 

    沃特豪斯和王明波认为，这种机制适用于抑制不受欢迎的基因，其方式是诱使植物认为基因所发出的信息是一种病毒。他们做到了这一点。其方法是创造并插入一种特殊的结构（即发夹RNA），从而使目标基因的一部分转变为植物遗传物质。该技术成功地使植物把发夹RNA误认为入侵者，植物开始消灭含有目标基因的其它核糖核酸。沃特豪斯在讲述这项发现时说：“你可以保护植物防范任何病毒，事实上，你可以关闭任何基因。”

 

    该技术可用于改良棉花油，使其成为更加健康的人类消费品；可用于创造低温液体生物燃料；可用于生产无咖啡因的咖啡豆；可用于改变罂粟类植物的吗啡含量；甚至可用于培育蓝玫瑰。

 

王明波教授简历

      1990－1994      英国达拉谟大学  博士
      1984－1987      中国科学院  理学硕士
      1980－1984      北京大学  理学学士

 

研究经历

1998迄今      联邦科学与工业研究机构植物研究所 高级研究员
      1994－1998      国际研究中心植物项目组  博士后
      1990－1994      英国达拉谟大学生物教研室  博士
      1987－1990      中国北京中国农科院生物技术研究中心 研究员

 

荣誉
      2007          澳大利亚最聪明科学家奖
      2005          联邦科学与工业研究机构 主席奖章
      1999          联邦科学与工业研究机构植物研究所  首席奖
      1990－1994 洛克斐勒基金奖学金