“妇女能顶半边天”，然而不可否认的是，当今社会中女性在科研领域中仍处于弱势地位。从根本上改善这种状况，可能需要我们追根溯源。

相关调查发现，无论男孩还是女孩，很多人在童年时都有成为科学家的梦想。然而如果让这些儿童画出自己心目中的科学家，人们却发现男性的科学家占了绝大多数。

改善人们心目中的科学家的面孔，让女性科学工作者形象的在耳濡目染中影响孩子的世界观是一件任重道远的事情。正基于此，“赛先生”将在近期介绍几位女性科学家，让读者了解那些活跃在历史和当今的女性科学工作者们。

撰文 | 郭晓强

编辑 | 李研 杨丹丹

2018年，著名的美国拉斯克-科士兰医学特别成就奖（Lasker-Koshland Special Achievement Award in Medical Science）授予耶鲁大学琼·阿吉辛格·施泰茨（Joan Argetsinger Steitz）教授，以表彰她“四十年来在生物医学领域的领导作用，包括在RNA生物学领域的开创性发现、对青年科学家的无私帮助和对女性科学家的大力支持”。

她是如何走上科研道路的？她的经历又能带给我们怎样的启示？今天，我们就来讲讲施泰茨的故事。

“误入”科研

1941年1月26日，琼·阿吉辛格出生于美国明尼苏达州东南部的明尼阿波利斯市（Minneapolis），并在当地长大。她的父母都是教师，从小就培养琼·阿吉辛格对自然科学的兴趣，并积极鼓励她根据自己的兴趣进行职业道路的选择。

起初，琼·阿吉辛格对从事科研工作并没有多少动力。首先，当时大学女性教职少之又少，因此女性科学家要付出常人难以想象的艰辛；其次，她难以接受节假日和晚上加班，而这些都是科研人员的家常便饭。

考虑再三，琼·阿吉辛格决定将来能成为一名医生而非科学家。于是，琼·阿吉辛格在1963年从安提亚克学院（Antioch College）毕业并获化学学位后，申请哈佛医学院并获批准。

然而，造物弄人，冥冥之中好似有股神秘力量将琼·阿吉辛格推向科研。大学毕业的琼·阿吉辛格期望在假期找个兼职，最终，她在明尼苏达大学高尔（Joseph Gall）实验室获得一份短期工作。而这次选择彻底改变了琼·阿吉辛格的人生。

高尔是著名的细胞生物学家，一方面在科研上硕果累累（原位杂交技术发明人），另一方面还是一位善于传道授业的师者，吸引和感召了众多年轻人从事科研。他也曾于2006年获得拉斯克医学特别成就奖。

高尔非常开明，他鼓励琼·阿吉辛格根据自己的思想来展开实验。在随后一个多月时间，琼·阿吉辛格开始夜以继日地钻研，就连晚上和周末也不懈怠。琼·阿吉辛格逐渐发现，加班也并非那么难以忍受。非常关键的是，这段经历使琼·阿吉辛格深深爱上了科研。和高尔全面沟通后，琼·阿吉辛格最终决定放弃做医生的想法，转而成为一名科学家。

想法有了，但还来得及转换吗？机缘巧合的是，当时哈佛大学正在实施一项生物化学与分子生物学研究生计划。该计划共招收十个名额，但因为其中一位参加者中途放弃，留下一个空缺。琼·阿吉辛格于是幸运地得到这一良机，成为这项计划唯一的女性。

“起始”之谜

1963年，琼·阿吉辛格进入哈佛大学，她选择DNA双螺旋提出者、刚获诺贝尔奖不久的沃森（James Watson）作为导师。此时，沃森研究重点已从DNA转向RNA，特别是关注遗传信息从DNA传递到蛋白质的过程中RNA发挥的关键性作用。

琼·阿吉辛格被RNA结构可变性和功能多样性深深吸引，从而将其作为自己一生的科研伴侣。当时分子生物学正处于起步阶段，RNA领域更是一个新兴领域，特别适合年轻人开展研究。“海阔凭鱼跃，天高任鸟飞”，琼·阿吉辛格逐渐理解了基本概念并完成了实验操作。

除了事业上的成功，琼·阿吉辛格还在哈佛大学收获了爱情。自然科学领域“男多女少”的情况为她收获爱情果实提供了方便。1966年，她与同学托马斯·施泰茨（Thomas Steitz）结婚，她的名字也就改为今天大家所熟知的琼·施泰茨。值得一提的是，托马斯·施泰茨由于在蛋白质翻译方面的研究获得了2009年诺贝尔化学奖。

1967年，夫妻双双来到剑桥大学医学研究委员会（MRC）分子生物学实验室开展博士后研究。在剑桥大学，琼·施泰茨结识了分子生物学领域多位大牛，包括DNA双螺旋模型的另一位提出者克里克（Francis Crick）、mRNA分子发现者布雷内（Sydney Brenner）等。这些学术大咖的言传身教，使得琼·施泰茨迅速成长为RNA生物学领域一颗冉冉升起的新星。

在这种氛围下，琼·施泰茨也更容易接触到RNA领域最基础、最前沿的问题。其中一个非常关键的问题是关于mRNA的。mRNA是蛋白质翻译模板，当时已发现mRNA存在起始密码子AUG，然而一个mRNA往往有多个AUG，该如何识别？当时一种观点认为是随机模式，即多次试错后的结果，但琼·施泰茨并不十分认同这一观点。

琼·施泰茨以噬菌体mRNA的研究为出发点，发现在起始密码子AUG前端还有一段重要序列，它们对翻译起始也发挥着关键性作用。这一发现一方面揭开了蛋白质翻译起始之谜，另一方面也使人们对RNA新功能, 即发挥引导（被识别）作用，有了认识。

“配对”玄机

1970年，完成博士后工作的施泰茨夫妇回到美国。幸运之神再次降临。琼·施泰茨进入著名耶鲁大学，并成为助理教授。这一方面得益于琼·施泰茨取得的科学成就，另一方面是60年代末美国兴起的妇女运动使许多大学开始接收女员工。

琼·施泰茨在一次谈话中提及，这对她而言这是一个巨大惊喜，因为她从来没想过成为一名教师，特别是成为一所著名大学里可以指导研究生的教师。她原本觉得当一个实验室研究助理就心满意足了。

琼·施泰茨在耶鲁大学也面临多种困难和疑惑：一下子不适应角色的转换，而且对独立运营实验室缺乏自信。在导师沃森和同事的鼓励和帮助下，她的研究开始步入正轨，并日渐起色。

在耶鲁大学，琼·施泰茨仍旧对蛋白质翻译起始充满巨大兴趣。起始密码子可以被tRNA通过碱基配对的方式识别，那AUG前面那段序列呢？

通过进一步研究，琼·施泰茨终于解开这一谜团。原来，16S rRNA恰好拥有一段序列，可与mRNA的AUG上游序列互补配对。正是这种配对保证了mRNA精确定位，避免蛋白质翻译的错误起始。这一结果完美解释了蛋白质翻译起始机制。于是在1978年，她就荣升正教授了。

硕果累累

就在琼·施泰茨升任正教授的前一年，罗伯茨（Richard John Roberts）和夏普（Phillip Allen Sharp）实验室借助分子杂交实验，几乎同时发现真核生物编码mRNA的DNA序列为非连续排列。具体来说，DNA由编码的外显子（exon）和不编码的内含子（intron）两部分交替排列。最终，成熟mRNA只保留外显子部分的序列，而去除内含子部分。

罗伯茨和夏普由于这一贡献而分享1993年诺贝尔生理学或医学奖。但DNA不连续排列的特性也提出一个非常重要的问题：内含子最终是如何被去除的？

琼·施泰茨决定揭示这一现象背后的秘密。1978年，琼·施泰茨和她的博士生勒纳（Michael Lerner）意外从自身免疫性基本系统性红斑狼疮患者体内得到一种抗体。这种抗体可以特异性结合小核RNA及相关蛋白——小核核糖核蛋白（small nuclear ribonucleoproteins, snRNP）。小核RNA（small nuclear RNA，snRNA）是1966年偶然发现的一类特殊RNA，它们含有约150个核苷酸，主要定位于细胞核，但作用一直不明。琼·施泰茨的这一发现为研究snRNA功能提供了理想工具。

1979年，琼·施泰茨进一步发现，snRNP可与mRNA前体分子形成拼接体（splicesomes），其中的snRNA与mRNA前体分子拼接点互补配对，对启动随后的内含子剪切和外含子连接具有重要作用。随后几十年内，琼·施泰茨一直研究snRNP参与mRNA拼接的分子机制，为阐明这一现象做出重要贡献。

琼·施泰茨除研究snRNP外，还对其他RNA开展了广泛研究，包括微小RNA（microRNA）、长链非编码RNA（LncRNA）等，从而极大革新了人们对RNA生物功能的理解和认识，使人们越来越意识到RNA是一类功能多样且重要的生物大分子。通过这些努力和贡献，琼·施泰茨被公认为非编码RNA革命的先驱者之一。

甘做人梯

琼·施泰茨不仅自身做出了卓越贡献，而且为RNA领域发展培养了大量后备人才。她指导和培养的研究生和博士后有200余人，大部分都从事科学研究，部分已经成为各国科学院院士。

琼·施泰茨认为，科学成功的关键包括兴趣、创造力、创新性和良好的人际交往能力。因此积极营造一个合作氛围浓厚的实验室环境，鼓励研究生互相交流非常重要。年轻科研人员除了从本领域获得知识外，还应从其他学科汲取营养，具有跨学科思维。

琼·施泰茨还积极鼓励研究生和博士后独立工作，在实验室发表的近400篇论文中，有60余篇她都没有署名。

除了指导自己的研究生和博士后，琼·施泰茨在为本科生授课，或为科学会议做大会报告时，都充满了激情，展现出对科学的挚爱，用巨大的科学感召力影响了一代科学家。

最初，琼·施泰茨的科研动力来自自身期望做科研、期望做优秀科研、期望被尊重。但后来她意识到，“一花独放不是春，万紫千红才是春”，除了做好自己的科研，还应积极推动整个学科发展。于是，琼·施泰茨逐渐成为一名科学倡导者，积极呼吁社会对科学家更多理解、宽容和支持，以营造更好的科学氛围。

1992年，在她与1989年诺贝尔化学奖获得者切赫（Thomas R. Cech）等的倡导下，RNA学会成立，鼓励和支持更多年轻科学家加入这个充满挑战的“RNA世界”。

女性楷模

作为女性科学家，琼·施泰茨还积极争取女性在科学界的权益。2005年，琼·施泰茨被邀请加入美国国家科学院和工程院下的一个委员会（Committee on Maximizing the Potential of Women in Academic Science and Engineering），寻求更大程度发挥女性在科学界和工程界的作用。他们最终出版《超越偏见和障碍》（Beyond Bias and Barriers）一书，系统阐述了女性在工作中面临的歧视和不公，全面分析了产生这种状况的原因，并详细提出了具体解决措施。

在琼·施泰茨看来，女科学家在工作中往往付出双倍努力，但只能得到一半回报，因此需要承受更大压力。相较她走上科学道路的上世纪60年代，在科研日益职业化的今天，虽然女科学家所面临的科研环境和氛围都得到了极大改善，但仍差强人意。由于社会和家庭等多方面缘故，众多女性科研工作者最终还是放弃了。

琼·施泰茨认为，为女科学家树立榜样可以增加从事科研的信心，应该用成功女性的言传身教来鼓励更多女性加入科研队伍。琼·施泰茨本人常被作为女科学家楷模，来鼓舞更多女性献身科学事业。她也因此先后荣获Weizmann妇女和科学奖（1994年）、UNESCO-L’Oreal女科学家奖（2001年）和Rosalind E. Franklin女科学家奖（2006年）等。

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参考资料

[1] http://www.laskerfoundation.org/awards/show/leadership-rna-biology-and-scientific-mentorship/

[2] 郭晓强,冯志霞.RNA研究领域的女科学大师——斯特恩兹.生物学通报,2009,44(9):60-62.

[3] Steitz JA. Polypeptide chain initiation: nucleotide sequences of the three ribosomal binding sites in bacteriophage R17 RNA.Nature,1969, 224(5223):957-964.

[4] Steitz JA,Jakes K.How Ribosomes Select Initiator Regions in mRNA: Base Pair Formation between the 3' Terminus of 16S rRNA and the mRNA during Initiation of Protein Synthesis in Escherichia coli. Proc Natl Acad Sci USA,1975, 72(12):4734-4738.

[5] Lerner MR, Boyle JA, Mount SM, Wolin SL, Steitz JA.Are snRNPs involved in splicing? Nature,1980,283(5743):220-224.

[6] Cech TR. A Lifelong Passion for All Things Ribonucleic. Cell. 2018 Aug 25. pii: S0092-8674(18)31098-5.

[7] Jackson S. RNA biologist Joan Steitz awarded the 2018 Lasker~Koshland Special Achievement prize.J Clin Invest. 2018 Sep 11. pii: 124208..

[8] 王大鹏，改善女性在科研中的弱势地位，应从增加科普作品中女科学家形象开始，北京科技报

文章头图及封面图片来源：Robert Lisak / Yale University

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