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顏寧:清華大學(xué)教授,博導(dǎo)。2000年清華大學(xué)生物科學(xué)與技術(shù)系學(xué)士,2004年美國普林斯頓大學(xué)分子生物學(xué)系博士,2005—2007年在普林斯頓大學(xué)分子生物學(xué)系從事博士后研究。主要從事膜蛋白和植物脫落酸受體的結(jié)構(gòu)和生物學(xué)機理的研究,已獨立或合作在《自然》、《科學(xué)》、《細(xì)胞》等三大頂尖學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表論文5篇。
穿著隨意、說話隨心、做事隨性,灑脫率真、活潑快樂的顏寧,很難讓人把她與“清華大學(xué)教授”、“國際青年科學(xué)家”這些字眼聯(lián)系到一起。
2007年10月,不滿30歲的她被聘為清華大學(xué)最年輕的教授、博導(dǎo);2012年1月,她從全球18個國家和地區(qū)的760名申請者中脫穎而出,成為28位“霍華德·休斯首屆國際青年科學(xué)家獎”得主之一。
“論才智我可能不是最好的。”顏寧坦言,“我覺得搞科研最重要的還是專注,也就是要能‘宅’,這個‘宅’真的很重要?!?/p>
“當(dāng)然啦,前提是你要喜歡。”她嘿嘿一笑,“反正我很享受這種自由自在的生活?!?/p>
走上科學(xué)之路
走上科學(xué)之路,對顏寧來說多少有點陰差陽錯:上高中時文理兼?zhèn)涞乃矚g文科,文理分班時自己選了文科。但她的班主任關(guān)儀老師認(rèn)為,成績?nèi)昙壍谝坏膶W(xué)生當(dāng)然要學(xué)“數(shù)理化”,就把她拉回到理科。
在清華,她度過了最為豐富多彩的4年:擔(dān)任過生物系學(xué)生會主席,組織了許多課外活動,學(xué)國標(biāo)舞、打乒乓球、學(xué)游泳……同時還要保持課業(yè)的優(yōu)秀,忙得不亦樂乎。
決定顏寧未來人生道路的,是從2000年8月起在美國普林斯頓大學(xué)的7年留學(xué)生涯。
“普林斯頓真是太美了!”顏寧眼里直放光,“那里保留了大片的森林,還有一條運河。秋日的黃昏憑窗望去,周圍是紅色、金色、紫色的樹,夕陽下的湖面波光閃閃,成群的野鴨在暮色中飛翔……有時竟然看得熱淚盈眶!”
除了自然之美,顏寧更領(lǐng)略了科學(xué)之美。“給我們上課的大都是成就卓著的科學(xué)家,經(jīng)典論文甚至課本里的很多東西就是他們親自做出來的。他們能把每個科學(xué)發(fā)現(xiàn)講得像歷史故事一樣引人入勝,會讓你覺得:哇!原來做生物這么好玩!”
讓顏寧難以忘懷的,還有普林斯頓的一對教授夫婦,都是美國科學(xué)院院士,丈夫還是1995年的諾獎得主。
“我是個夜貓子,很多時候晚上11點了,還看見他們夫婦在各自的實驗室觀察顯微鏡下的果蠅,那種淡定從容、簡單執(zhí)著讓人感動。我覺得自己將來就是要這個樣子,很簡單地做自己喜歡的研究?!鳖亴幷f。
在三個實驗室輪轉(zhuǎn)一年之后,顏寧到施一公的實驗室做博士論文,先是從事抗腫瘤方面的研究;2005年繼續(xù)做博士后,轉(zhuǎn)型到膜蛋白研究。“一公常常說:不要整天想著柴米油鹽,只要你現(xiàn)在努力做到最好,未來的路就會越走越寬,根本不用為找工作發(fā)愁。實驗上遇到苦惱,和他談過之后,你就覺得自己好像很行,肯定能成功。最后還真的沒有失敗?!?/p>
在施一公的指導(dǎo)下,顏寧做得順風(fēng)順?biāo)?004年12月,她順利通過博士答辯,并獲得2005年度《科學(xué)》雜志和通用電氣醫(yī)療評選的北美地區(qū)“青年科學(xué)家獎”;2006年10月,她帶兩個師弟師妹僅用一年多的時間,就做出了實驗室的第一個膜蛋白結(jié)構(gòu)。
探尋膜蛋白生理奧秘
2007年10月,受清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院創(chuàng)辦者趙南明教授之邀,結(jié)束博士后研究的顏寧回到母校,建立了自己的實驗室,帶領(lǐng)幾名本科生和低年級博士生,向膜蛋白這個充滿挑戰(zhàn)的前沿領(lǐng)域進發(fā)。
“細(xì)胞是最基本的生命單元,細(xì)胞內(nèi)還包括具有特定結(jié)構(gòu)和功能的細(xì)胞器,如線粒體、葉綠體等。”顏寧解釋說,細(xì)胞和細(xì)胞器是由周圍包裹著的生物膜界定的,這層薄膜主要由鑲嵌了蛋白質(zhì)分子的磷脂雙分子層組成。脂質(zhì)雙分子層在細(xì)胞或細(xì)胞器周圍形成一道疏水屏障,將其與周圍環(huán)境隔離起來,糖、氨基酸、離子、藥物等大部分的親水性化合物要想通過這道疏水屏障,都必須依靠一類特異膜蛋白——膜轉(zhuǎn)運蛋白(包括通道蛋白)的介導(dǎo)。
“因此,轉(zhuǎn)運蛋白在營養(yǎng)物質(zhì)攝取、代謝產(chǎn)物釋放以及信號轉(zhuǎn)導(dǎo)等細(xì)胞活動中起著重要作用,大量疾病都與轉(zhuǎn)運蛋白功能失常有關(guān);在藥物研制中,轉(zhuǎn)運蛋白還是諸如抗抑郁劑、止痛劑等許多藥物的直接靶點。我們的研究,就是用結(jié)構(gòu)生物學(xué)等各種生物物理和生物化學(xué)方法,解析轉(zhuǎn)運蛋白的分子結(jié)構(gòu)和工作機理,揭開微觀生命活動的奧妙。”
“剛開始建實驗室的時候,我都快瘋掉了?!鳖亴幮χf,那時候真是“白手起家”:裝實驗臺、訂購儀器試劑、手把手教學(xué)生做實驗……其曲折之多、進展之慢,讓急性子的她直抓狂。“大約有半年的時間我都異常焦慮,后來一切步入正軌后,就順暢得多了,感覺做實驗跟國外沒什么區(qū)別。”
“跟國外沒什么區(qū)別”的,還有科研上的高產(chǎn)。自2007年至今,顏寧實驗室或獨立或合作,在《自然》、《科學(xué)》、《細(xì)胞》等三大頂尖學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表論文 5篇,解析了5個新型的膜蛋白結(jié)構(gòu),初步揭示了它們的功能機理,取得了一系列突破性進展。其速度之快、水平之高,令國內(nèi)外同行刮目相看。2009年,她與施一公實驗室合作在《自然》發(fā)表論文,闡述了甲酸鹽轉(zhuǎn)運蛋白的三維結(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)了類似水通道的膜蛋白的存在形式。
同年,她在《自然》子刊上發(fā)表了關(guān)于植物激素脫落酸受體PYL蛋白的結(jié)構(gòu)及其生物學(xué)機制;這一發(fā)現(xiàn)與同年歐美、日本的同類研究成果一起入選《科學(xué)》雜志評選的“2009年科學(xué)十大進展”。
2010年、2011年,顏寧領(lǐng)導(dǎo)的科研小組,在《自然》發(fā)表2篇論文,分別揭示巖藻糖和尿嘧啶兩種營養(yǎng)物質(zhì)的轉(zhuǎn)運蛋白的晶體結(jié)構(gòu),為質(zhì)子共轉(zhuǎn)運蛋白的結(jié)構(gòu)和機理研究做出了重要突破。
2012年1月,顏寧與施一公、美國普渡大學(xué)朱健康教授合作,在《科學(xué)》發(fā)表論文,揭示了轉(zhuǎn)錄激活因子樣效應(yīng)蛋白(TALE)特異識別DNA的分子機理。
“這一發(fā)現(xiàn)非常讓人激動!”顏寧的興奮之情溢于言表,“之前我們一直在做非?;A(chǔ)層面的研究,距離實際應(yīng)用比較遠(yuǎn),但這次的發(fā)現(xiàn)具有廣闊的應(yīng)用前景?!?/p>
顏寧解釋說,“TALE是一種植物病菌進入宿主細(xì)胞的受體蛋白,它的結(jié)構(gòu)不僅漂亮,而且非常特別:如果把它的某個特定位置的一個氨基酸變一變,它就能識別不同的DNA堿基。也就是說,這個蛋白與DNA序列有特異的對應(yīng)關(guān)系。這類蛋白對治療重大疾病提供了新的工具。比如艾滋病病毒,它進入人體細(xì)胞是需要受體蛋白的,如果能把某個特異受體蛋白的基因敲除掉,這個細(xì)胞就可以免受病毒的感染——TALE為基因敲除提供了更為特異和便捷的手段?!?/p>
做科研真的很享受
2010年8月,清華大學(xué)聘請國際同行對生物醫(yī)學(xué)研究方向進行評估,年輕教授顏寧給他們留下深刻印象:“無論以哪個標(biāo)準(zhǔn)衡量,她已位居世界最優(yōu)秀的年輕結(jié)構(gòu)生物學(xué)家之列”;“未來5年到10年,她將是杰出青年女性科學(xué)家的榜樣?!?/p>
如此驕人的成績是如何取得的?
“最重要的還是專心、專注?!鳖亴幷f,每天除了回家吃飯、睡覺,她差不多能有14個小時“宅”在實驗室里,到了緊張的攻堅階段,干脆不分黑白連軸轉(zhuǎn),“宅”在實驗樓不出來。
“這樣的生活不苦嗎?”
“別人老問我苦不苦,其實只要是你著迷的事情,怎么會覺得苦?”她說,“所謂苦,就是不得已做你不想做的事唄。別人可能會覺得做實驗、寫論文很枯燥,但我自己樂在其中。就像有些人打游戲上癮似的,著迷嘛。”
在顏寧看來,做科研跟藝術(shù)創(chuàng)作一樣,是很美妙、很激動人心的事:“當(dāng)你把細(xì)胞里那些只有幾個到幾十納米大小的蛋白質(zhì)分子解析出其原子分辨率的結(jié)構(gòu)、在電腦上放大幾億倍之后,清清楚楚地看到這些美麗的構(gòu)造如何行使復(fù)雜的功能,你總?cè)滩蛔∫袊@大自然的聰明!很多時候,她的精妙設(shè)計遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了我們的想象!而你是世界上第一個揭示出這些大自然奧秘的人,那種成就感和滿足感是難以言喻的?!?/p>
讓顏寧著迷的另一個原因,就是做科研時的簡單、輕松、自由?!白隹蒲袝屇闵硇亩己茌p松,喜怒哀樂都變得特別簡單。在實驗室里我的腦子很輕松,不用去想任何其他的東西。你會感覺到,這個世界就是你的,就看你的思維有多廣闊,能走到哪個地方,沒有其他任何限制。總之,是一種挺美好的感覺?!?/p>
還要繼續(xù)“宅”下去
在外人眼里,顏寧已經(jīng)做得相當(dāng)不錯,但她自己并不滿足?!凹?xì)菌膜蛋白已不能激發(fā)自己的成就感,現(xiàn)在我正帶領(lǐng)實驗室研究與人類健康有更密切關(guān)系的哺乳動物膜蛋白。做真核膜蛋白技術(shù)上的難度更大,很有挑戰(zhàn)性,并且對于疾病研究、制藥等有更直接的意義?!?/p>
至于未來的奮斗目標(biāo),她的答案是:不再與同行“撞車”?!斑@幾年基本上是在與國際同行賽跑。什么時候你能自己開辟一個新領(lǐng)域,不跟人‘撞車’了,就說明你真的是獨樹一幟、遙遙領(lǐng)先了?!?/p>
“現(xiàn)在的精力已大不如以前?!睈壅f愛笑的顏寧有緊迫感,“我剛回國的前兩年熬夜是家常便飯,但現(xiàn)在熬一次夜需要兩三天才能緩過來。也許做科研的黃金時間可能就那么幾年,所以還要繼續(xù)‘宅’下去,把好鋼用在刀刃上?!保ㄚw永新)