「中央研究院講座」於本（2023）年 8 月邀請英國劍橋分子生物學實驗室（The Medical Research Council Laboratory of Molecular Biology）的文卡．拉馬克里希南（Venki Ramakrishnan）博士至本院演講。拉馬克里希南博士於印度的巴羅達大學（The Maharaja Sayajirao University of Baroda）學習物理學，後來在美國俄亥俄大學（Ohio University）取得物理學博士學位。隨後轉向生物學領域，於耶魯大學（Yale University）和英國劍橋分子生物學實驗室等知名機構進行研究，以其在核糖體結構領域之工作而聞名，並於 2009 年榮獲諾貝爾化學獎。
拉馬克里希南博士於演講中分享他轉換到生物學領域進行研究的心路歷程。在他完成博士學位時，當時的生物學領域正處於蓬勃發展的階段，時常有振奮人心的重大發現，加之已有不少物理學家如︰弗朗西斯．克里克（Francis Crick）和馬克斯．佩魯茨（Max Perutz）等人，轉身投入到生物學進行研究並取得改變世界觀點的豐碩成果，促使拉馬克里希南博士在剖析自我研究興趣與對未來的想像後，毅然決然地投入生物學的研究。而拉馬克里希南博士對神秘的核糖體世界的探索之旅始於閱讀到一篇刊登在《科學人》（Scientific American）雜誌的文章——〈核糖體的中子散射研究（Neutron-scattering Studies of the Ribosome）〉，這樣的偶然也凸顯了科學探索中的不可預測性。
當時解析核糖體結構的主要方法有賴於 X 射線結晶學（X-ray crystallography）。龐大的核糖體先被拆分成較小的蛋白次單元（subunit），將之純化並培養出蛋白晶體後，利用同步加速器（synchrotron）產生的 X 射線對蛋白晶體進行繞射實驗。拉馬克里希南博士的團隊使用異常散射（anomalous scattering）實驗獲取建構三維蛋白結構所需的相位（phase）資訊，進而首度成功解析出嗜熱菌（Thermus thermophilus）的 30S 次單元的分子結構，而後更解析出完整的核糖體結構。拉馬克里希南博士不吝於使用新的技術去探索研究的議題，也提點不同的技術演進如何促進生物學的發展，像是早期同步加速器的建構、計算機計算能力的提升與相關軟體的開發，都有助於其解開核糖體運作的奧秘。在 2013 年左右，冷凍電子顯微鏡（cryogenic electron microscopy）領域發生了「解析度革命（resolution revolution）」，生物巨分子能以冷凍電子顯微鏡的技術重建出達到原子級解析度的結構。拉馬克里希南博士也擁抱新的革新技術，將主要的研究方法由 X 射線結晶學移轉至冷凍電子顯微鏡，以研究更為複雜的真核生物與粒線體內的轉譯作用。
拉馬克里希南博士於演講過程中也向聽眾介紹了馬克斯．佩魯茨曾提及的「四個 G」——在科學世界中成長茁壯的秘訣。其中，「Geld（金錢）」代表支持研究的資金，「Geschick（技能）」則是透過特殊培訓獲得的專業知識，「Geduld（耐心）」是不要過早放棄的心態，而「Glück（運氣）」則是冥冥之中推動我們前進的催化劑。正如他巧妙地形容，這四個支柱構成了一個成功科學事業的基石。
拉馬克里希南博士對於選擇研究主題的洞見也令初出茅廬的科學家們產生共鳴。他建議致力於有趣且具影響力的問題，而非一味追求「流行」的題目。因為有趣而能持續點燃對研究的熱忱；因為具備影響力而能驅動自己認真面對工作的每一天。他也指出這個問題本質上並無正解，然而只要依據「趣味性」與「影響力」這兩大特性來尋找研究主題，就有機會度過精彩的科學生涯。
最後，廖俊智院長透過提問引出人工智能（artificial intelligence， AI）與生物學的交匯。拉馬克里希南博士認為 AI 有望重新塑造生物學研究的格局，從提升數據分析效率到協助科學影像分析，AI 與生物學的整合將另闢蹊徑，大幅加速我們對於生物複雜系統的掌握。
拉馬克里希南博士的演講捨棄艱澀的科學術語，深入淺出的介紹了核糖體的奧秘，並在過程中展現一位卓越的科學家對研究的獨到見解與熱情，同時仍保有樂於嘗試新科技的赤子之心以及對未來科學發展的憧憬。在這趟非凡的研究之旅中，我們看見科學與靈感美好的邂逅，也體會到能夠生而為人，叩問構築生命的機轉並窺探自然的匠心獨運，本身即是一種難能可貴的收穫。
參考資料
- 「我的核糖體冒險經歷」，Dr. Venki Ramakrishnan，2023 年中央研究院講座
- The Story of Deciphering the Ribosome – with Venki Ramakrishnan (YouTube, The Royal Institution) https://youtu.be/RYVdDJ1cFrM
- “Ribosome reader to Royal Society leader: a biologist’s road to the Nobel”, Nature 561, 32 (2018)