黃馨
穿著隨意、說(shuō)話隨心、做事隨性,如此灑脫率真、活潑快樂(lè)的顏寧,你很難把她與“清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院教授”、“國(guó)際青年科學(xué)家”等頭銜聯(lián)系到一起。
2007年10月,不滿30歲的她被聘為清華大學(xué)教授、博導(dǎo);2012年1月,她從全球18個(gè)國(guó)家和地區(qū)的760名申請(qǐng)者中脫穎而出,成為28位“霍華德·休斯首屆國(guó)際青年科學(xué)家獎(jiǎng)”得主之一;2014年1月,顏寧帶領(lǐng)著她平均年齡不到30歲的團(tuán)隊(duì)成功攻克了膜蛋白研究領(lǐng)域最受矚目、國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)也最激烈的課題——GLUT1(glucose transporters)結(jié)構(gòu)解析,這項(xiàng)偉大的成就將為針對(duì)人類疾病開發(fā)藥物做出至關(guān)重要的貢獻(xiàn)。
這位年輕、執(zhí)著,熱愛(ài)研究、熱愛(ài)生活的女性,她的科學(xué)之路是怎樣一個(gè)軌跡?
GLUT1
解析GLUT1的結(jié)構(gòu),探究這個(gè)對(duì)人體來(lái)說(shuō)至關(guān)重要的葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白長(zhǎng)什么樣子、如何工作,這是清華大學(xué)教授顏寧近7年以來(lái)最重要的工作。
葡萄糖是維持人類生命活動(dòng)的最基本能量來(lái)源,只有進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部才能被人體利用。但是在一般狀態(tài)下,由于葡萄糖親水,而細(xì)胞膜疏水的特性,細(xì)胞對(duì)于葡萄糖來(lái)說(shuō)相當(dāng)于一座圍城,外面的糖分子進(jìn)不去,里面的糖分子出不來(lái)。葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白就像是細(xì)胞膜上站崗的守城衛(wèi)兵,在合適的時(shí)候?yàn)槠咸烟谴蜷_城門,使之通過(guò)高墻,發(fā)揮作用。
自從1985年GLUT1的基因序列被鑒定出來(lái)之后,獲取它的三維結(jié)構(gòu)成為膜蛋白研究領(lǐng)域最受矚目、國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)也最激烈的課題之一。全世界的許多結(jié)構(gòu)生物學(xué)家都在為此努力,顏寧的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手遍布全世界,其中很多科學(xué)家已經(jīng)付出了近20年的時(shí)間。2014年1月,這個(gè)來(lái)自中國(guó),平均年齡不到30歲的團(tuán)隊(duì)贏了。
2014年6月5日,世界上最權(quán)威的自然科學(xué)期刊之一《自然》正式發(fā)表了這項(xiàng)成果。2015年,因?yàn)樵谀さ鞍捉Y(jié)構(gòu)研究領(lǐng)域的重要貢獻(xiàn),顏寧同時(shí)獲得國(guó)際蛋白質(zhì)學(xué)會(huì)“青年科學(xué)家獎(jiǎng)”和賽克勒國(guó)際生物物理獎(jiǎng)。
快樂(lè)做研究
做探索性研究的感覺(jué),就像是在黑夜當(dāng)中摸索??茖W(xué)家的面前是一片迷霧曠野,不知道研究方向是否正確,不知道要花費(fèi)多少時(shí)間,甚至不知道最后的結(jié)果,他們只能不斷嘗試。對(duì)于大多數(shù)人來(lái)說(shuō),這種工作意味著枯燥、反復(fù)及勞苦,但顏寧完全不能同意。跟很多人對(duì)中國(guó)科學(xué)家某種“勤勉,甚至過(guò)度勤勉”的刻板印象不同,顏寧就是一個(gè)快樂(lè)的精靈。
科研上,顏寧最討厭的就是“蠻干”。做GLUT1的結(jié)構(gòu)分析,最大的難點(diǎn)在于結(jié)晶。晶體是完完全全同樣的分子規(guī)則反復(fù)的空間排列,如果無(wú)數(shù)個(gè)一模一樣的克隆人像閱兵方陣那樣整齊排列,就可以被看作大晶體。GLUT1分子太小,無(wú)法被顯微鏡直接觀察,必須獲得它的結(jié)晶才能夠探索結(jié)構(gòu);另一方面,它又高度活潑,常常是歪七扭八的,很難乖乖保持一模一樣的狀態(tài),規(guī)規(guī)矩矩排成方陣供人檢閱。
這些不聽(tīng)話的小東西在什么環(huán)境條件下才能結(jié)晶?他們幾乎沒(méi)有任何經(jīng)驗(yàn)和理論支撐可供借鑒。基于對(duì)蛋白本身的了解,顏寧開始分析:要把GLUT1“搞殘”,讓它動(dòng)得慢一點(diǎn),再慢一點(diǎn)。她和學(xué)生們查閱大量文獻(xiàn),終于找到一個(gè)突變方法,使GLUT1在還能工作的前提下將速度放慢幾千倍,然后再運(yùn)用低溫和合適的去污劑,近一步降低分子運(yùn)動(dòng)的速率。
顏寧說(shuō)自己不相信運(yùn)氣,只相信實(shí)力??茖W(xué)研究真的需要運(yùn)氣嗎?很多人說(shuō)顏寧的運(yùn)氣好,但是,請(qǐng)不要忽略了她的努力,顏寧的運(yùn)氣,是她將所有的科學(xué)研究融入到自己的血液中,當(dāng)你將一種行為磨成了本能,那么,成功就水到渠成。
美麗的科學(xué)世界
科學(xué)競(jìng)爭(zhēng)是一場(chǎng)爭(zhēng)分奪秒的競(jìng)賽,沒(méi)有第二,只有第一。但是,科學(xué)的世界不會(huì)因?yàn)楦?jìng)爭(zhēng)而變得殘酷,相反,它是如此的美麗。實(shí)驗(yàn)成功后的一段時(shí)間,顏寧常常收到來(lái)自世界各地同行的郵件。這些競(jìng)爭(zhēng)者在信里寫,“恭喜你,我做這個(gè)課題做了10年沒(méi)做出來(lái),你居然把它做出來(lái)了?!比值淖晕彝锵В嗟膭t是樂(lè)見(jiàn)突破的祝賀,這就是科學(xué)世界的純粹和遼闊。
在這個(gè)美麗的科學(xué)世界,顏寧是快樂(lè)的,一如當(dāng)年那個(gè)躺在床上遙望星空的小女孩。初心不改的她很少去想國(guó)家、未來(lái)之類的大問(wèn)題,科學(xué)對(duì)她的吸引力,來(lái)自各種觸手可及且具體而微的快樂(lè):創(chuàng)造知識(shí)帶來(lái)的智力興奮,接受挑戰(zhàn)、偶開天眼的刺激,同行相敬的學(xué)術(shù)氛圍,以及這些純粹的、美妙的小小時(shí)刻。(編輯/夏冬)