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跑赢全球结构生物学家50年

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初次联系颜宁,要从今年的“中国青年五四奖章”颁奖说起。这位清华最年轻的美女教授讲话俏皮,跟记者卖了个关子:采访的事能否再等等?最新的研究成果应该过几天公布。

想必是一项重大发现?记者很期待。

果然,6月的《新闻联播》传来振奋人心的消息:“我国在生命科学研究领域再次取得重大突破”。一道历时近50年之久的“世界难题”在中国科学家的手中被揭开。世界权威学术杂志《自然》发表了清华大学颜宁科研组对人体“葡萄糖转运蛋白”晶体结构的解析,解析这一结构为开发治疗糖尿病和癌症的新药提供了新的可能。

由此引发,“饿死癌细胞”从微博火到了各大网站的头条,成了在这个谈癌色变的时代“中国人都知道”的新闻。

而再次联系上颜宁,是在两个月之后。那天她正赶往上海学术交流,得着候机的空与记者聊开了:相比让人有点“受伤”的“饿死癌细胞”传闻,她更愿意谈谈自己背后那支强大而年轻的研究团队。“他们是自始至终深入实验一线的科研青年。向你推荐队长邓东,一位很有才华的博士后,也是这项成果的第一作者,你可以跟他好好聊聊”。

葡萄糖转运蛋白是个多么可恶的对手?

下午2点,清华西北门,邓东快步走上前来。“昨晚又忙到12点,刚刚赶紧搞掂手头的实验就过来接你了。”

也许是走得急,也许是刚离开恒温4℃的“冰箱”实验室还不适应,汗滴顺着发际落下来。记者道出第一眼的感受:“你真人可比照片看起来显得阳光、有活力啊。”

“是吗?”邓东腼腆一笑,“可能你看到那些照片都是在我最苦的时候拍的。我也发现了,眉宇之间仿佛有点解也解不开的忧郁――怎么就那么愁呢?我是组里唯一的80后,小弟们都管我叫‘东哥’,有时压力确实比较大。”

在医学实验楼一层的咖啡座坐定,一位黑黑壮壮的小伙也跑了过来。邓东介绍:这是孙鹏程,1991年生人,今年大四刚毕业,9月份入学做博士。还有两位博二的小弟,徐超和吴建平,正在外地学技术,也都是90后。

如此年轻的一个团队,是怎么“跑”赢了过去50年从事葡萄糖转运蛋白研究的所有结构生物学家?这可是美国科学院院士、转运蛋白研究专家罗纳德・魁百克的评价。不夸张吧?记者感叹。

“葡萄糖是人类生命最基本、最重要的能量来源,只有进入细胞才能被人体利用。可细胞上包着一层不溶于水的细胞膜,这细胞膜就像一堵墙阻挡了葡萄糖的去路――葡萄糖转运蛋白,就像是在细胞膜上打开了一扇扇的门”。邓东打了个生动的比方:“一个人要进入一栋大厦,总要先找到门吧。看看我们周围有多少种门?木门、旋转门、自动门?而我们现在就摸清了这扇门的样子。”

重大意义可想而知。但让国内外无数专家前赴后继,却始终难以攻克的问题出在了哪里?

要知道这葡萄糖转运蛋白―GLUT1,是个极其可恶的对手。个头小到不可能透过显微镜一探究竟,性格又极活泼,简直“人来疯”,它们才不乐意排成队结成晶让科学家参观呢!想要“咔嚓”一下截获它的一种状态,必须想尽办法“搞残”它!让它慢一点,再老态龙钟一点。

颜宁强调,在偶尔被嘲讽“劳动密集型”的结构生物学界,大伙完全是用“逻辑”原理创造了奇迹!这一奇迹的诞生要归功于颜宁本人六年探索得来的膜蛋白结晶法宝――去污剂NG,更要归功于邓东组在查阅了大量文献之后设计的一种突变,是这种突变让GLUT1的工作速度一下子放慢了几千倍。

当然,还要注意一个常识性原理,在低温下分子运动自然降低。所以一进入恒温4℃的实验室,就仿佛一脚迈入了冬季。“上身还能裹件棉袄,腿上总不能再套条棉裤吧?”长年累月下来,实验室的伙伴们都习惯了,大夏天也没人穿短裤。

我们一直在赛跑

2014年1月17号是个大日子,上海同步辐射光源实验室传回了GLUT1晶体衍射数据――拿到这个里程碑式的实验成果,事实上大伙并没有欢呼。因为他们知道,接下来仍是夜以继日地争分夺秒。

颜宁给自己下了道“死命令”,必须在1月26日之前把文章投出去!作为主笔,她每天中午12点多来到实验室,颠倒黑白地干到凌晨四五点。而作为助手,邓东每天会收到10封左右的邮件,涉及各种各样的文献、数据,他要确保细节万无一失。

“每天早上六七点起床,一直干到晚上12点多”,邓东说:“就算躺在床上也很难睡得着,我已经明显感到自己有点神经衰弱了,因为一颗心是悬着的。”

不等到最终的那一刻,丝毫不敢懈怠。曾经有两年多,每到周四、周五的凌晨1点,邓东就会被闹钟叫醒。那是《自然》《科学》杂志上线的时间。“再困,也要爬起来查查有没有类似的成果发表出来,没有,才能松一口气。”

他曾亲眼见到好兄弟的研究成果被海外同行抢先发表,那种几年的付出在顷刻间化为乌有的惨烈至今让他记忆犹新――“科学研究没有第二,只有第一”像是时刻悬在头顶的一把利剑。

和时间赛跑,和同行赛跑,和自己赛跑。多年来,颜宁就是这样领着这群80后、90后一直在跑。最终,他们跑赢了。

玩得开,更“宅”得住

一天花12个小时泡在实验室里,还能有什么业余爱好?

嘿嘿,孙鹏程玩B-BOX可不是盖的!作为清华首支阿卡贝拉清唱团的主力贝斯,他常常会晚上10点一完成实验就跑去排练,一唱唱到大半夜。“看出来了吗?这家伙是真爱啊!”邓东在一旁打趣。

实验室里个个都是K歌狂人。为庆祝,大伙一齐去恋歌房里吼了一晚,“东哥”自诩,微醺过后能Hold住各种风格。

可假若这“真爱”和实验工作狭路相逢该怎么办?不是没遇见过这情况。

作为主力,鹏程竟缺席了乐团在《天天向上》的演出。“没在那么火的一档电视节目上露脸,遗憾不?”记者问。

“这边做着实验,上着课,实在不方便离开北京”,鹏程讲话憨憨的。当时“东哥”给他的分析他都听了进去:演出啥时候都能去,但文章可不是啥时候都能发的!

“东哥”从未给“小弟”们立下“军规”。没人规定必须几点来几点走,大伙却都自觉自愿地“宅”在这里。平均下来,每人每天工作时长不会低于10小时,每周不少于60小时。“所有的工作时间都是根据你的实验进展走的,有时需要熬夜,连轴转十五六个小时也是常有的事”。孙鹏程说:“不可能所有的实验结果全往你预想的那个方向走,所以只能尽量多做,才有可能达到最初期望的结果。”

在科学界,颜宁也是出了名的很会“玩”。诸多篇精彩博文足以让大众见识到这位海归美女科学家的文学才华,而她对电影、音乐、小说的钟爱之情常常从青春洋溢的文字中流露出来。这也算是她在身体力行,教导学生们要学会调剂:“工作上卡了壳,干脆就到网上转转。做科研要做得狠,玩也要玩得狠。”

然而当记者问及颜宁,为什么在她的实验室,始终致力于极具挑战性的“膜蛋白”领域,还能做到几乎每年一篇CNS(指生物学三大顶尖杂志《细胞》《科学》《自然》)的高产?

颜宁笑言:“论才智我可能不是最好的。”这个回答坦诚得平凡:“我觉得搞科研,‘宅’真的很重要。时间花在哪里是看得到的。”

除了外出开会、吃饭睡觉,每天差不多能有14个小时“宅”在实验室。到了紧张的攻坚阶段,干脆不分昼夜黑白,“宅”在实验楼里不出来,累了倦了就躺在办公室的沙发上眯一会儿。

这样的生活不苦吗?在颜宁的世界里,反倒是心无旁骛地做科研能让她体会到一种难得的简单、轻松、自在。她说:“就像有些人打游戏会上瘾,这种专注的感觉也让人着迷。做着让你着迷的事情,怎么会觉得苦?”

咱家“老大”是“心灵按摩师”

有人曾形容:1977年出生的颜宁,有着80后的外表,内心更藏着一个90后的精灵。那么头顶中国最杰出青年女科学家的光环,这位每每在全球顶尖级学术会议上叱咤风云的教授级“女神”,私底下和学生们在一起,到底是个什么样?

孙鹏程说,他和颜宁的结缘,是因为大一刚进校颜教授就当上了他们班的班主任。“也不记得是从什么时候起,全班同学都统称她为‘老大’。”“老大”会来看班会,会请大家唱歌、聚餐,也会和大家促膝长谈。和一群正宗90后的本科生打成一片,毫无距离感。

“所以大二快结束的时候,我觉得基础课也学得差不多了,应该找个实验室历练历练。一想跟老大那么熟,咱班老大又那么厉害,不如先到她那儿看看吧。然后直到现在,一发不可收拾了。”

2008年邓东硕士毕业,原本他还有另外一种选择。那是家乡一家外企,对方开出的价码是月入过万。

可他还是想来大名鼎鼎的颜宁实验室见识一下。邓东用“震撼”二字形容第一眼看见颜宁的感受。“她看起来是那么年轻,怎么好像比我还小似的?穿着那么休闲,聊天那么随性,完全打破了我以往对教授的认识。当时就觉得在这里搞科研一定很舒服,这就是我理想中的那种学术氛围,那种可以和教授平视去讨论问题的学术氛围。”

就凭这个,他毅然决然地选择了“北漂”。起初来到实验室,收入相对微薄,在校外合租,三个人挤8平米。“夏天太热,我常常搭个地铺”。

相比经济上的拮据,更让邓东负累的是,和实验室里绝大多数本科就出自清华的人在一起,他总是有那么一点点不自信。

“其实就在这次做GLUT1的时候,还有一个小插曲,不知当讲不当讲。”前面还乐呵呵的邓东转眼陷入一点忧郁。

“在实验过程中我曾经找到过另一个蛋白,感觉非常有前途”。但当颜宁发现了,却告诉他:不要做那个,继续坚持GLUT1。“你能理解那种感受吗?”邓东问记者。“就好像有两条路摆在你面前,一条能看到曙光近在咫尺,而另一条,却是一眼望不到头的黑暗。GLUT1,那可是其他实验室做了20年、30年都没有成功的课题!”

“说实话我有点抵触情绪”。邓东窝了一肚子的话,跑到颜宁办公室。“我跟颜老师说了很多,说我的家庭,说组里的小弟们。我说颜老师,别看在别人面前我表现得挺自信,但在你面前我不想隐瞒自己那点脆弱。我需要多发文章,让我的内心更强大。可能很多人是拿钱来装点自己内心的强大,而我是靠文章才能装点。那一刻,我甚至有点热泪盈眶”。

看到邓东一反常态的沮丧,颜宁却表现出更甚以往的坚定。她反问:“邓东,你没发现自己和实验室里很多人都不同吗?很多聪明人,往往倾向于逃避困难,去做更容易出成绩的事。而你,够tough(够坚韧,对自己够狠),也够细心。就凭这两点,足够战胜很多。所以我相信,这个课题,别人做不出来,只有你能做出来。”

于是,从办公室里走出来,邓东就像打了鸡血一样,决意与GLUT1“死磕”到底!

事实证明,他真的做到了。

“现在回忆,这一步步走来,颜老师就像我的心灵按摩师”。从2012年首次在《科学》杂志上发表文章,入选当年“中国科学十大进展”,到后来在全国生化大会上作报告,收获“青年科学家讲坛”一等奖,每一次都是颜宁在背后推了一把,才让邓东向前奋力一跳。

颜宁说:“没有做不出来的课题,只有自己放弃了的课题。”如今是实验组里所有弟兄们的人生信条。

而如今的邓东,收入早已伴随自信心水涨船高。但身处北京,他依然没户口,需要租房住。可他说:我的心不再漂泊。

那是另一种惊心动魄和波澜壮阔

《中国青年》:这次“葡萄糖转运蛋白”的研究成果怎么就掀起关于“饿死癌细胞”如此之大的社会争议?

邓东:癌症的发生,本身是一个非常复杂的过程,其实到现在为止都没有研究清楚。而我们只是想通过自己这项研究,做出一个展望。我们认为:通过解析“葡萄糖转运蛋白”的晶体结构和工作原理,就有可能人工干预葡萄糖转运,既增加正常细胞的葡萄糖供应,治疗一些重大疾病,又可以阻断对癌细胞的葡萄糖供应,为定向“饿死”癌细胞治疗癌症提供一种科学基础。

这项研究成果也许会成为医学的福音,但真正应用到药物研发,至少也得是20年以后了。我想最让颜老师难过的,也许不是那些在论坛上开炮的“专家”,而是那些病患家属的来信。

事实上,从事基础科研和普通老百姓之间的关系很远很远。但我认为,有很多人来从事基础研究是必要的。我理想的科研体系应该像一座金字塔,以大量的基础研究作为基底,由此支撑上层的应用型研究。否则,一旦头重脚轻,整个科研体系很容易坍塌。

《中国青年》:去年科学网上“年轻人逃离科研”的话题折射出很多科研青年的困惑。一位著名导师认为极具天赋的博士生却最终去做了中学教师。在他看来:搞科研,太枯燥太无聊。你们怎么看?

孙鹏程:可能在外人眼里,实验室每天都平静如常,我们永远在摆弄那些瓶瓶罐罐,我们的工作就是翻文献、做实验、整数据。但它不同于像是拧螺丝那种机械性的重复工作。

在我看来,在实验室的每一天都是新奇的探险,未知的旅程。很多时候,即便是同样的实验手段,你所得到的结果也有可能完全不同。你就好像走在一团迷雾中,不知道下一步会陷入深渊,还是迎来光明。这种感觉最要命,也最吸引人。

不敢打包票自己将来会怎样,但至少目前,这是我最喜欢做的事。

邓东:颜老师在今年清华大学本科生毕业典礼上的讲话中有句话说得特别好,我想与所有从事科研的年轻人共勉。她说:选择搞科研,就意味着选择了一种自由自在的生活方式,一种自找麻烦的思维方式,一种自得其乐的存在方式。科学研究的魅力是:不向前走,你根本不能轻易定义成功或失败。总有那么多的不确定、那么多的意外惊喜在等着你!

有时候做课题真的就像坐过山车,那是另一种惊心动魄和波澜壮阔。