Science解开了困扰人们50年的谜团：BMP背后的机制

乌切·梅多荣获2025年科学与生命科学实验室青年科学家奖。他破解了该领域一个长达50年的谜题，揭示了BMP背后的机制，BMP是一种对多种疾病具有保护作用的分子。

“当时房间里只有我一个人。我一直在寻找的那个数字出现在了质谱仪上。那是我经历过的最强烈的多巴胺激增。”

2025 年科学与生命科学实验室青年科学家奖获得者 Uche Medoh 这样描述他人生中的一个转折点——他解决了自己领域中一个 50 年的谜题，揭示了 BMP 背后的机制，BMP 是一种对各种疾病具有保护作用的分子。

了解BMP的生成机制（科学家们几十年来对此一无所知）可能有助于提高其水平，从而治疗多种疾病——这是一个很有前景的想法。例如，它可能对治疗肌萎缩侧索硬化症（ALS）、帕金森病和阿尔茨海默病等疾病有效。

然而，就在几周前，身为Arc研究所科学研究员兼首席研究员的梅多却远没有现在这么开心。一天深夜，他在做实验，整理研究CLN5（一种神经退行性疾病的遗传风险因子）的另一项工作时，发现自己提出的描述CLN5功能的模型是错误的。

梅多赫研究CLN5基因已有两年多时间，因为该基因的突变会导致一种名为巴顿病的儿童致命疾病。这种疾病与溶酶体（细胞的回收和废物处理中心）的功能障碍有关。

没有人确切知道CLN5是如何发挥作用的。

“我相信，研究CLN5可以揭示一个重要的生化过程……对理解复杂的神经退行性疾病具有更广泛的意义，”Medoh在 11 月 13 日出版的《科学》杂志上发表的获奖论文中写道。

但当他提出的解释CLN5功能的模型失败后，他需要冷静下来，仔细思考结果。“我顿悟到，虽然我的模型是错的，但它提供的数据仍然是正确的。”

数据表明，CLN5与溶酶体（BMP 的聚集场所）中的脂质分解存在关联。“我最初研究CLN5时，我认为 BMP 是完全独立的。” 但这种模式出现后，Medoh不禁发问：“ CLN5是BMP 合成酶吗？”

Medoh设计了一个质谱实验，如果检测到特定数值，则证明CLN5是BMP背后的调控机制。在这个实验中，质谱仪检测了仅含有纯化CLN5蛋白和该蛋白作用靶点分子的试管中BMP的生成情况。

果然，当他独自一人在房间里摆弄仪器时，那个确切的数字出现了。那真是令人难以置信的一刻。

“在我把 BMP 和CLN5联系起来之后，一切进展得非常迅速，”他说。

“我们很高兴将大奖授予Medoh。他的文章最突出的地方在于，当他的数据与他的模型不符时，他能够接受这一点，并让数据引导他做出令人兴奋的新发现，”《 科学》 系列期刊的执行主编Valda Vinson说道。

“《科学与生命科学实验室》青年科学家奖不仅表彰杰出人才，更强调好奇心和对新知识的追求在推动突破性发现中的重要性。这些年轻研究人员不仅能够清晰热情地阐述新概念，更以鼓舞人心的方式展现了科学进步如何源于勇于探索未知、创造新事实、运用逻辑推理和精诚合作的精神，”生命科学实验室主任Jan Ellenberg表示，“我们很荣幸能够支持他们迈向职业生涯的下一个阶段，并期待看到他们的工作如何发展并激励后世。”

现在，Medoh和他的同事们对BMP的合成机制有了更深入的了解，他们希望找到能够帮助BMP合成提供底物的蛋白质以及其他相关因子。所有这些都将有助于他们提高BMP水平，从而治疗疾病。

他还在继续研究敲除CLN5基因如何加重某些疾病，因为BMP的产生量不足以达到足够的保护水平。在某些情况下，他的研究团队也发现敲除该基因可以改善疾病的预后。

“关于BMP，有很多东西值得研究，”梅多说道，他解释说，BMP以某种形式与大多数疾病相关。“我认为CLN5作用的发现开启了BMP生物学的新纪元，我们可以学习如何以有益于多种疾病的方式调节BMP。”

例如，癌细胞依赖于溶酶体中积累的BMP，尤其是在营养匮乏的环境中生存时。病毒也需要BMP来逃避细胞的清除。

“有很多东西需要研究——了解这种分子对很多疾病都至关重要，而且可能产生重大影响，”Medoh说。“这是一个新兴领域，非常适合拥有各种才能和专业知识的人才。”

2025年获奖者

利亚姆·拉克斯凭借论文《在进化拯救与灭绝之间取得平衡》获奖。拉克斯本科毕业于戈尔韦大学，硕士毕业于布鲁塞尔自由大学，博士毕业于纽卡斯尔大学。他曾参与CORALADAPT项目的构思，目前是昆士兰大学海洋空间生态实验室的博士后研究员。他的研究重点是珊瑚礁管理如何利用热浪暴露的空间差异和珊瑚的适应潜力来支持珊瑚礁在气候变暖的世界中生存。

金立洪凭借论文《脱离语境的癌基因》获奖。洪本科毕业于华盛顿大学，并在斯坦福大学获得博士学位。他于2024年9月在斯克里普斯研究所开始博士后研究。他的研究重点是细胞如何在癌症和组织稳态中动态调控基因组和信号传导过程的基本原理。

尼赞·塔尔凭借论文《前线的核苷酸》获奖。 塔尔本科毕业于耶路撒冷希伯来大学，并在魏茨曼科学研究所获得博士学位。她目前是欧洲分子生物学实验室（EMBL海德堡）的博士后研究员，主要研究细菌如何应对环境威胁。