第二届树兰医学奖获奖者:饶子和院士
发布时间:2016年02月02日



[教育和科研经历]


       饶子和,医学病毒结构生物学家,中国科学院院士,TWAS院士,国际欧亚科学院院士,爱丁堡皇家学会院士,清华大学教授,南开大学教授,中国科学技术协会常委,中国生物物理学会理事长;曾任中国科学院生物物理研究所所长,南开大学校长等职。饶子和长期从事与新发、再发传染病病原体相关的蛋白质结构、功能以及创新药物的研究,取得了一系列重要的原创性成果。发表学术论文312篇,引用次数超过10,000次,申报国家发明专利123项。饶子和曾获“陈嘉庚科学奖”、第三世界科学院最高奖——“第里雅斯特科学奖”(Trieste Science Prize)等科学奖项多项。饶子和于2009年、2010年分别被香港浸会大学和英国格拉斯哥大学授予荣誉科学博士学位;2011年5月当选为牛津大学Hertford学院Senior Fellow;国际纯粹与应用生物物理联盟(IUPAB)主席(2014-2017年)。



[主要学术贡献]


       饶子和长期从事与传染性疾病相关的基础医学和基础生物学研究,在新发、再发传染病病原体的入侵与复制机制、以及抗病毒药物设计的研究中,开展了系统性的研究工作。在艾滋病毒装配机制、流感病毒聚合酶的功能机制、SARS冠状病毒的复制机制和抗SARS药物设计、手足口病病毒入侵机制和抗病毒药物研究、线粒体呼吸链复合物II的研究中,取得了一系列重要的突破,在包括 Cell,Nature,PLoS Biology,PNAS等国际权威杂志上发表学术论文312篇,引用次数超过10,000次。
饶子和的科学成就主要集中在高致病性病毒转录、复制和装配的分子机理和抗病毒药物研究方面:


     1. SARS-CoV等冠状病毒的复制机制和抗病毒药物研究
在“非典”爆发期间,饶子和研究组率先解析出SARS冠状病毒的第一个蛋白质结构--主蛋白酶(nsp5)及其与抑制剂复合物的晶体结构。随后该组又解析出的30多个SARS-CoV及其它冠状病毒蛋白质及复合体的晶体结构,为揭示冠状病毒的转录复制机制及抗病毒药物的研制奠定了关键的生物学基础。


      2. 流感病毒聚合酶研究
在2008年和2009年禽流感疫情爆发的过程中,与合作者一起在国际上率先解析了禽流感病毒聚合酶PA亚基C端结构域与PB1多肽复合体和PA亚基N端结构域两个晶体结构,阐明了禽流感病毒聚合酶的工作机制,提出了一种全新的抗流感病毒药物研发的设计思路。该两项成果先后发表在Nature上,并被评选为2008年度“中国基础研究十大新闻”,和教育部2009年度“中国高等学校十大科技进展”。


       3. 手足口病毒研究
       饶子和研究组与中国药品生物制品检定所和牛津大学等单位合作,针对我国手足口病的两种主要病原体EV71病毒和柯萨奇A16病毒开展了系统性的研究。
      (1)在世界上第一次获得了手足口病致病病毒EV71的高分辨率三维晶体结构,相关的论文发表在Nature Structural & Molecular Biology上。
      (2)首次解析柯萨奇A16病毒高分辨的解包被中间体的结构提出了解包被过程模型。该工作发表在Nature Communication上。
      (3)在EV71和柯萨奇A16病毒病毒入侵机制研究成果的基础上,设计、开发针对病毒入侵过程的高效抑制剂,该工作发表在Nat Struct Mol Biol.上。
      (4)解析了手足口病毒的通用受体SCARB2在酸性和中性条件下的晶体结构,该工作发表在Protein Cell上。


       4. 甲型肝炎病毒HAV的病毒颗粒结构与进化起源
      饶子和研究组与合作者在国际上首次解析了高分辨率的HAV整体病毒颗粒的三维晶体结构,揭示了甲型肝炎病毒的独有的结构特性、极强的稳定性、特殊的脱衣壳机制。该工作发表在Nature上。


       5.线粒体膜蛋白复合体II研究
2005年,饶子和研究组率先解析了位于线粒体内膜上与呼吸氧化作用密切相关的膜蛋白复合体II以及该复合物与抑制剂复合体的晶体结构。研究成果在Cell上发表,被评选为教育部2005年度“高校十大科技进展”。



[心路历程]


      如果说“十年磨一剑”,那么在医学病毒结构生物学殿堂里,我已经磨砺了四把“剑”了。今时今日,回顾近四个“十年”的工作,欣慰而颇有感慨。


       第一个“十年”: 入门 (1975-1985)
      1975年夏天,中国科技大学包承远老师带领我们几位高年级学生在中国科学院“北京胰岛素结构研究组”实习。我们花了整整一周的时间,在王大成、常文瑞两位先生的指导下,利用半镜面半透视电子密度显示装置,参照1.8Å分辨率的三方二锌胰岛素晶体衍射电子密度图,朦朦胧胧地搭建了一个胰岛素二体精细结构模型。这是我步入科学大门的第一课。
1976年夏天,我在北京做毕业论文,遇上唐山大地震,有幸在中科院北京胰岛素结构研究组林政炯、王家槐两位先生的亲自指导下从事B链羧端去五肽胰岛素晶体结构解析的毕业论文工作,在蛋白质结晶、重原子衍生物的制备、X射线衍射实验(魏森堡光照相机、排循相机和四圆衍射仪)、二维傅里叶电子密度图的人工计算(拉“Lipson”纸条)和数据处理与结构解析以及计算程序编写等方面,受到了较为完整的本科训练,同时也经历了半年中关村大操场地震棚的生活。
1979年,我通过了全国研究生入学考试,成为梁栋材先生的开门弟子,在结构生物学领域接受了更为严格的研究生阶段的训练。在此期间,我的产出颇丰,在《中国科学》、《科学通报》、《物理学报》、《化学学报》、《药学学报》和《生物化学与生物物理学报》等学术期刊连续发表多篇研究论文,获硕士学位,并于毕业后成为梁先生的助手。


       第二个“十加一年” :留学(1985-1996)
       1985年初,经努力争取,梁栋材先生终于同意我接受墨尔本大学奖学金,去墨尔本大学圣文森特研究所(St.Vincent’s Institute)师从著名的计算晶体学家内尔•伊萨克斯(Neil Isaacs)教授继续攻读博士学位。在墨尔本的四年,我参与了Isaacs实验室的建设,接触了较多的新技术、新设备、新方法,为后来在牛津大学和回国后的一系列突破打下了坚实的基础。
在牛津工作前后交叉足有八年,在学术、生活和社会活动等各方面可谓多姿多彩,在学术上的成绩应可以我1995年7月和12月,分别在《细胞》(Cell)和《自然》(Nature)发表的两项重要研究成果作为标志。回忆当年,当得知第二篇“CNS”论文被接收时,我心中燃起一种迫不及待的回国渴望:因为终于可以回家“见江东父老”了。

        第三个“十年”: 创业(1996-2006)
        在清华大学王大中校长、梁尤能副校长和清华当代生命科学奠基人赵南明先生等老领导的直接关心和支持下,1996年末,我从牛津回到国内,在清华建立了一个全新的结构生物学实验室。该实验室得到中央领导、国家有关部委和清华大学的大力支持,也得到了国内外学界前辈、同道的关怀支持和提携,从无到有,成为一个硕果累累、在国内外具有重要影响和良好学术声誉的结构生物学实验室。
        1998年,在邹承鲁、梁栋材等前辈和国内同仁的一致支持下,我和王志新院士作为首批“973计划”首席科学家,领导并胜利完成了我国结构生物学界的第一个“973计划”项目,并被评为“973计划”先进个人。 
       多年来,我还有幸被选聘为国家自然科学基金委创新群体领衔专家、教育部长江学者计划特聘教授、国家发改委生物产业咨询委员会副主任兼生物医药委员会主任、“863计划”专家委员会委员、“973计划”专家顾问组成员、国家重大科学研究计划“蛋白质研究计划”召集人、国家重点研发计划“蛋白质机器与生命过程调控”重点专项召集人、国家“新药创制”重大专项总体组专家、国家自然科学奖评审专家、国家自然科学基金委生命科学领域专家委员、中国科协常委等,为中国科学的发展做了一些力所能及的工作。
       2002年,经第二届中国晶体学会理事长闵乃本先生鼎力推荐,我被选举为中国晶体学学会第三届理事长。2004年,我继赵南明先生之后担任中国生物物理学会理事长。2003年初,我被中国科学院聘为生物物理研究所所长,感谢清华领导对我的关爱和中科院领导的包容,作为法人所长,我的工资关系仍留在清华,实验室和研究工作在清华得以继续,我们在抗“非典”中的突出成绩和线粒体呼吸链膜蛋白复合体II精细三维结构的《细胞》(Cell)论文就是在此期间发表的。在生物物理所所长任期内,我和同道一起竭尽全力,为研究所的崛起和我国蛋白质科学的迅猛发展作了一些为人们称道的工作。
        实验室成立近20年以来,我和同事一共承担了国家“973计划”、“863计划”、自然科学基金重大、重点及国际合作项目50余项。实验室迄今已克隆表达重要蛋白质近千个,解析重要蛋白质及其复合物277个,累计发表学术论文312篇,包括《自然》(Nature)、《细胞》(Cell)系列论文以及《美国科学院院刊》(Proc Natl Acad Sci U S A)20余篇,被引用次数超过10,000次。申请或获得专利共计123项。主办国际、国内重要学术会议25次,在国际会议上做主报告或邀请报告156次。
       实验室非常重视人才培养,15年来,共培养出一大批优秀人才,在本实验室完成学士学位论文的已经超过240人,接受访问及合作学者300多名。如今,一批从我们实验室毕业的学生已成为活跃在国内外生命科学领域的科研骨干和领军人物,他们中有孙飞、徐彦辉、陈宇航、吴蓓丽、赵强、孙蕾、杨海涛、杨茂君、娄智勇、Mark Bartlam、王祥喜等等,又包括在实验室受到启蒙的颜宁、丛乐、籍晓云等。看到他们的成长成才,我无比高兴自豪。

        第四个“十年” :建业(2006 - )
        2006年—2011年,中央任命我担任南开大学校长,在此期间,我几乎全部的心血都倾注在高等教育上,以南开创始校长张伯苓先生为榜样,办好南开,这里不多赘述。
在天津工作期间,适逢国家开发天津滨海新区的历史机遇,我被科技部原部长徐冠华和天津市原市长戴相龙等聘任为四部一市共建的“天津国际生物医药联合研究院”院长,该院的目标是把天津打造成为生物医药研发和产业化的一个国际性基地,经过几年创业,由19名国家千人计划专家领衔的生物医药产业化基地已初步成形。
       由于工作的几次变动,清华结构生物学实验室自然地扩大成为清华—中科院生物物理所—南开联合研究组,也因而加强了科学院与高校的互补优势,整合了各种积极因素,实现了“共赢、多赢”的局面,在此期间,研究组不断取得一些重大研究成果。值得高兴的是,2008年和2009年,我们与刘迎芳研究组合作的禽流感病毒聚合酶结构研究的两项成果连续在《自然》(Nature)杂志上发表,成为实验室又一个研究成果高峰。
       2011年,我们与中检所王军志研究组和牛津大学Stuart研究组合作,首次解析了手足口病致病病毒EV71的高分辨率三维结构,也是在全世界范围内第一次同时获得了同一种病毒的两种不同构象的2.4-Å高分辨率三维结构。这些结构的获取,为更加深入地了解EV71病毒的致病机制,以及发展针对性的预防及治疗手段提供了坚实的基础。相关的论文在《自然—结构与分子生物学》(Nature Structural & Molecular Biology)发表。2013年,我们与合作者解析了柯萨奇A16病毒高分辨的解包被中间体的结构,提出了解包被过程模型,该工作发表在《自然通讯》上(Nature Communication)上。2014年,研究组解析了手足口病毒的通用受体SCARB2在酸性和中性条件下的晶体结构,发表在《蛋白细胞》(Protein Cell)上。在EV71和柯萨奇A16病毒病毒入侵机制研究成果的基础上,设计、开发针对病毒入侵过程的高效抑制剂,工作发表在2014年《自然—结构与分子生物学》(Nature Structural & Molecular Biology)上。2015年我们与合作者在国际上首次解析了高分辨率的HAV整体病毒颗粒的三维晶体结构,揭示了甲型肝炎病毒的独有的结构特性、极强的稳定性、特殊的脱衣壳机制。该工作发表在今年的《自然》(Nature)杂志上。目前,我们集中力量开展针对EV71病毒以及其他小RNA病毒如Poliovirus等进一步开展疫苗、治疗性抗体及小分子抑制剂的研究,争取为防治严重威胁我国公共健康安全的新发再发传染性疾病做出贡献。这也是我卸任校长一职后,几年中取得的较为完整的系统性研究成果,蛮开心的。
       结构生物学实验室成立近20年来,我们获得的大小奖励和荣誉有:1999年度“求是杰出青年学者奖”,2000年教育部“长江学者特聘教授”,2002年清华大学“良师益友”奖,2002年清华大学“优秀班主任”一等奖,2003年度“何梁何利基金科学与技术进步奖”,2005年中国科学院“优秀共产党员”,2005年“中国高等学校十大科技进展”,2006年度“陈嘉庚科学奖”、2006年度第三世界科学院最高奖“第里雅斯特科学奖”(Trieste Science Prize),2008年度首届“谈家桢生命科学成就奖”,2009年度世界高科技论坛“杰出学术领袖奖”,2009年“中国高等学校十大科技进展”等。2009年,本人以南开大学校长身份入选搜狐网评出的“中国教育60年60人”。2009年和2010年我分别被香港浸会大学和英国格拉斯哥大学等著名大学授予荣誉科学博士学位。2011年5月我当选为牛津大学哈特福特学院(Hertford College)的会员(Fellow),2011年11月当选为国际纯粹与应用生物物理联盟(IUPAB)主席(2014-2017),2015年当选为爱丁堡皇家学会外籍院士。
       怀感恩之心,念相助之人。饮水思源,本实验室以及我本人的一点成果和荣誉,长期得益于各个方面的关爱和支持,是同事、师生心血和汗水的结晶。如今,已经过去四个“十年”,我很欣慰地看到,实验室里的年轻人都已迅速成长起来,开始接班、担纲。我期待着在青年领军人物带领下,在各界关怀帮助下,本实验室今后桃李满天、硕果累累,“宝剑锋从磨砺出”。
最后,再次感谢兰娟院士和树森院士伉俪、感谢各位评委和同道的厚爱和提携!



[代表性著作]





[获奖者饶子和院士风采]





[提名人]



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