科學研究是充滿樂趣的探險，它改變?nèi)藗儗κ澜绲睦斫狻！?/p>

——Bonnie Bassler

撰文 | 返樸

當?shù)貢r間2月8日17:00，以色列沃爾夫基金會（the Wolf Fundation）公布了2022年度沃爾夫獎（Wolf Prize）獲獎名單，其中化學領域的獎項分別頒發(fā)給普林斯頓大學的Bonnie L. Bassler教授、斯坦福大學的Carolyn R. Bertozzi教授和斯克里普斯研究所（Scripps Research）的Benjamin F. Cravatt III教授，以表彰他們在理解細胞通訊的化學原理方面、在發(fā)明化學方法來研究細胞通訊過程中糖類、脂質(zhì)以及蛋白質(zhì)的作用方面所做的開創(chuàng)性貢獻。

沃爾夫獎始頒于1978年，意在獎勵對推動人類科學與藝術文明做出杰出貢獻的人士。其科學類的獎項包括醫(yī)學、農(nóng)學、數(shù)學、化學和物理學，藝術類的獎項包括建筑、音樂、繪畫、雕塑四大項目之一，是世界最高終身成就獎之一。截至今日，全球已有345名科學家和藝術家獲此殊榮。

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圖片來源：https://wolffund.org.il/home-page/

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二十年前，人們覺得科學家已經(jīng)對細菌了如指掌，細菌不過是進化史上最原始的分支。當Bonnie Bassler還是一名本科生的時候，就因為被分配到研究細菌的酶的課題組而大失所望。她一開始覺得細菌是最簡單的生物了，但很快她就發(fā)現(xiàn)，細菌的行為竟是如此復雜而引人入勝。在約翰霍普金斯大學完成博士學業(yè)后，Bassler加入了加州Agouron研究所，專門研究細菌之間的“溝通交流”-- 現(xiàn)在，我們將之稱為“群體感應（quorum sensing）”現(xiàn)象。

群體感應過程是細菌通過產(chǎn)生，釋放，并監(jiān)測特殊化學信號分子,以此感知其他細菌存在的過程。這一過程使菌群能夠在群落尺度上調(diào)控基因表達，進而調(diào)控細菌行為，從而優(yōu)化對環(huán)境的適應性。這種信號分子被稱為“自誘導物（autoinducer）”。所有已知的群體感應過程都遵從一定的范式。首先，細菌的細胞內(nèi)合成出小分子量的自誘導物。接著，通過被動的擴散或主動的分泌過程，自誘導物到達胞外；當細菌數(shù)量增加時，胞外的自誘導物濃度也隨之增加。當胞外自誘導物濃度達到某個閾值后，自誘導物與相應的受體結合的可能性大大增加，從而觸發(fā)信號轉(zhuǎn)導級聯(lián)反應，進而導致細菌群體水平基因表達的改變。通俗地說來，群體感應就是細菌之間的交流方式，自誘導物就是細菌的語言；不同的細菌使用不同的自誘導物，就像人類社會一樣。Bassler教授還發(fā)現(xiàn)，有些細菌還能使用多種語言，和不同種群的細菌進行溝通，Bassler的工作增進了學界對種內(nèi)和種間通訊、種群水平合作以及細胞水平信號轉(zhuǎn)導與信息處理機制特點的理解，還催生了控制群體感應的合成藥物。

經(jīng)過三十年間Bonnie Bassler和領域內(nèi)其他科學家的努力，現(xiàn)在我們了解到群體感應現(xiàn)象在細菌的世界中普遍存在。理解群體感應的過程能幫助臨床微生物學家和工業(yè)微生物學家更好地治療疾病或改造微生物，甚至可以幫助科學家們理解高等生物的演化。通過操縱群體感應，我們可以阻止細菌做我們不想要的事情，或者促進它們做我們希望它們做的事情。比如，通過干擾群體感應，醫(yī)生可以應對耐藥細菌引起的感染。換句話說，必要的時候我們可以讓“壞菌”閉嘴，讓“好菌”多說點。因此，Bassler的工作對開發(fā)新型抗微生物感染療法以及研發(fā)下一代抗生素有諸多意義。

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Bassler 2013年在TED演講，標題為How bacteria "talk"。丨圖片來源：https://www.youtube.com/watch?v=KXWurAmtf78

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Bonnie Bassler的卓越工作受到了學界關注和認可，獲獎無數(shù)。2006年和2007年，Bassler先后當選美國科學研究院、美國藝術與科學研究院院士，2015年6月，她獲得素有“東方諾貝爾獎”之稱的邵逸夫獎（生命科學與醫(yī)學領域）。

除了投身于科研工作，Bassler教授也非常關心女科學家境遇問題。2015年3月，時任普林斯頓大學分子生物學系主任、HHMI研究員的Bonnie Bassler來到北京參加學術研討會，會后參加了由顏寧教授組織的 “科學中的女性”懇談會（“女科學家論壇”的前身），與年輕學子們分享自己在科研生涯中的收獲與思考。會議內(nèi)容可以參考當時的報道：

《“科學中的女性”懇談會——科研需要你我！》http://www.cls.edu.cn/News/index2734.shtml

《頂尖女科學家：科研“玫瑰”如此綻放》https://mp.weixin.qq.com/s/MsRWwtzwOdlWTuhlhfzgww

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2015年3月，“科學中的女性”懇談會現(xiàn)場。左三為Bonnie Bassler。丨圖片來源：http://www.cls.edu.cn/News/index2734.shtml

本文第二部分內(nèi)容主要編譯自Wolf Prize官網(wǎng)通稿（https://wolffund.org.il/2022/02/08/bonnie-l-bassler/）感謝耶魯大學分子、細胞與發(fā)育生物學助理教授嚴兢審核。