诺奖得主Craig Mello: 从溪边捡石子的孩子到RNA干扰的开拓者

来源：实况网发布时间：2025-10-17 16:55:39

今年11月，诺贝尔生理学会医学奖得主Craig Mello博士将远道而来，专程出席2025伦敦 · 金斯瑞生物科技全球产业论坛，并分享RNAi如何成为解码基因信息的革命性工具。本演讲将深入剖析RNAi如何从一次意外的科学发现，发展成为现代生物医学与农业生物技术中的核心技术之一，并讨论基因疗法发展趋势、研发进展﹐以及技术挑战等议题，以促进基础研究与临床转化中的持续突破。

从野外走进实验室，自然探险点燃Craig Mello的科学梦

1960年出生于康涅狄格州的Craig Mello是家里的第三个孩子，父亲是古生物学家，母亲是艺术家。他的童年充满了自然探索和家庭讨论的滋养——在他记忆里，溪水、山脉和小动物比课堂更能点燃好奇心，他时常在附近的小溪里翻着石头找寻小动物，或跟着父亲实地考察远足、寻找化石。

当时的Mello虽然年纪尚小，却已经坚定了未来想成为科学家的志向。而家人们平日的餐桌讨论是他学会表达、倾听、与建立自信的基石。他回忆:“我的父母让我们每个人的声音都能在餐桌讨论上被听到。”这也影响了Mello看待科学的态度。对他来说:“科学以对话为基础，并重视对话。 ”

1978年，青年的Mello从《华盛顿邮报》读到了一篇文章，描述了人类胰岛素基因在细菌中克隆，以及细菌细胞如何能够读取人类遗传密码为糖尿病患者制造功能性、赋予生命的人类蛋白质。这个概念彻底点燃了他对分子生物学的兴趣，他看到从基因层面了解病本质并以分子药物治疗疾病的潜力。这种震撼感，促使他在布朗大学选择生物化学与分子生物学作为专业，并在哥罗拉多攻读研究生，更进一步探索细胞与发育生物学，首次接触到线虫（C. elegans）作为实验模型。

在哥罗拉多的实验室里，他尝试将DNA引入线虫细胞，找寻线虫细胞基因调控和染色体复制机制，在当时，还未有人成功过。随后，他转至哈佛大学继续深造，与Dan Stinchcomb、Victor Ambros等科学家一起工作，学习如何将技术创新应用于生物学研究。在这个阶段，他不仅掌握了精细的实验操作，更深刻体会到科学探索需要从各个角度切入问题，耐心和创新同样重要。Mello 于 1990 年在哈佛大学完成博士学位。

随后，Mello在西雅图Fred Hutchinson癌症研究中心加入Jim Priess实验室，进行博士后研究。他开始深入了解基因调控和胚胎发育过程，并注意到早期线虫胚胎中某些基因可以被“沉默 (silence) ”，这段经历为他后续与Andrew Fire合作发现RNA干扰（RNAi）奠定了基础。

RNA干扰技术示意图（图源：诺贝尔奖官方网站）

诺奖背后的研究之路: RNAi开启精准医疗新时代

1994年，Mello在马萨诸塞州创立自己的实验室。他通过“反义RNA注射（antisense RNA injection technique ）”技术在线虫中特异性沉默目标基因。Mello和Andrew Fire在研究线虫基因功能时，注意到一种奇特现象：当他们向虫体内注入单链RNA时，并没有产生明显的基因沉默效应，但当他们注入双链RNA（dsRNA）时，却观察到目标基因表达被高度特异性、强效地抑制。这一结果令人震惊，因为它揭示了生物体内存在一种此前未知的基因调控机制。1998年，他们在《Nature》期刊发表了划时代的论文，首次系统阐述了这一现象，并提出了“RNA干扰（RNAi, RNA interference）”的概念。

RNAi 是一种由双链RNA触发的基因沉默过程，通过RNA诱导沉默复合体（RISC）将目标mRNA降解，从而阻止其翻译成蛋白质。后续研究发现这一机制不仅存在于线虫中，在植物、昆虫、哺乳动物等多种生物中也具有普遍性。RNAi的生物学功能十分广泛，包括调节发育过程、维持基因组稳定性，以及抵御病毒感染。这意味着RNAi是生物进化过程中高度保守且功能关键的基因调控途径。

这一发现迅速成为分子生物学和生物医学领域最重要的工具之一。科研人员可以利用RNAi技术靶向沉默任何感兴趣的基因，从而快速探索其生物学功能。更重要的是，RNAi还为药物研发带来了革命性思路：通过设计特异性的siRNA或shRNA，可以“关闭”致病基因，为以往难以靶向的疾病提供全新治疗策略。例如，RNAi可以用来沉默癌症相关基因、病毒基因以及遗传病的致病基因，为精准医疗开辟了全新路径。随着人类基因组和众多模式生物基因组的定序完成，RNAi技术为疾病研究和药物开发提供了前所未有的可能。

这一概念催生了核酸药物产业的发展，包括多款RNAi疗法已获批上市，用于治疗罕见遗传病、代谢性疾病及肿瘤等。此外，该技术还延伸至农业改良、病毒防控等领域。可以说，Mello与Fire的工作开启了一场“基因沉默”的科学革命，推动了现代生物医学的进步。

由于这一发现对基础科学与临床应用的深远影响，奠定了未来精准医疗发展的基础，Craig Mello与Andrew Fire于2006年共同获得诺贝尔生理学或医学奖。

学研串联产业，让科学探索转化成临床价值

Mello不仅深耕基础科学，也积极推动技术转化，参与多家生物科技公司创办。他于 2006 年联合创立 RXi Pharmaceuticals（后更名为 Phio Pharmaceuticals），致力于开发基于 RNAi 的创新疗法，并推动自递送 RNAi（sd-rxRNA, INTASYL?）治疗平台的应用，从基础研究迈向临床开发。他也曾担任 Beeologics 的科学顾问，该公司发展 RNAi 技术改善蜜蜂健康及开发多种兽医学与农业应用，后于 2011 年被孟山都（Monsanto）收购。

近年来，Mello 进一步拓展创业版图，联合创立 Atalanta Therapeutics，专注神经退行性疾病的 RNAi 治疗，也创立了 Alys Pharmaceuticals，开发免疫皮肤疾病RNAi疗法。这些创业历程展现了他将突破性科学发现转化为实际医疗与产业应用的愿景，也反映 RNAi 技术从实验室走向临床和市场的进程。

Craig Mello的研究让我们看到：科学探索的每一次“翻石子”，都可能揭示生命新的奥秘，改变未来的医疗格局。正如他自己所说：“我仍然在翻石子，希望发现新的事物。”

从弗吉尼亚溪边的孩童，到引领基因沉默革命的科学家，Craig Mello始终保持着对未知的好奇心和对科学的热爱。他曾在自传中提及:“作为人类，我们必须怀着共同的目标在世界各地努力，为未来的挑战和机遇做好准备。“他的故事提醒着我们：科学的力量，不仅在于揭示世界，更在于改善世界。