2015年9月11日

兩篇闡釋生命大分子剪接體結(jié)構(gòu)的文章以雜志當(dāng)期封面的形式，“背靠背”發(fā)表在國際頂尖期刊《Science》上，震驚了學(xué)術(shù)界。

2016年1月8日

施一公教授研究組在《Science》就剪接體的結(jié)構(gòu)與機(jī)理研究再發(fā)長文，題為《U4/U6.U5 三小核核糖核蛋白復(fù)合物3.8埃的結(jié)構(gòu)：對剪接體組裝及催化的理解》。

2016年7月22日

施一公教授研究組獲取了剪接體激活和剪接反應(yīng)催化過程中兩個(gè)重要狀態(tài)的剪接體復(fù)合物，成果再次“背靠背”發(fā)表在國際頂尖期刊《Science》上的新聞又刷爆朋友圈。

“我覺得自己笨到家了”

在獲得了從中山大學(xué)免試推薦到清華醫(yī)學(xué)院直接攻讀博士學(xué)位的機(jī)會后，2013年初，萬蕊雪進(jìn)入了施一公實(shí)驗(yàn)室開展本科畢業(yè)設(shè)計(jì)。

“一開始非常高興啊，覺得能進(jìn)施老師實(shí)驗(yàn)室太好啦，”萬蕊雪描述到彼時(shí)的場景依舊難掩激動，“但沒多久就感到一種深深的焦慮?！?p> 施一公實(shí)驗(yàn)室在清華、甚至在整個(gè)生命科學(xué)研究界都一直以高效率、嚴(yán)標(biāo)準(zhǔn)而聞名。“實(shí)驗(yàn)室的節(jié)奏之快、效率之高，讓我覺得之前接受的實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練就像過家家一樣。”

萬蕊雪用“笨到家了”來形容那時(shí)的自己。一個(gè)蛋白提純實(shí)驗(yàn)，師姐7個(gè)小時(shí)就能做好，但是萬蕊雪從早8點(diǎn)干到晚8點(diǎn)都做不完，而且提純的產(chǎn)量和質(zhì)量都要差得多。與之而來的是深深的自我懷疑。

“但是懷疑也沒用啊，只能多努力;我怕不能留在這個(gè)實(shí)驗(yàn)室里?！币痪淙绱藰闼氐脑?，背后是她堅(jiān)持每天早8點(diǎn)到實(shí)驗(yàn)室，次日凌晨才離開，平均一天工作14小時(shí)以上的生活整整堅(jiān)持了4個(gè)月，中間一共休息了3天。

進(jìn)入博士一年級，盡管課業(yè)繁重，但還要去其他實(shí)驗(yàn)室輪轉(zhuǎn)訓(xùn)練，萬蕊雪把晚上和周末的時(shí)間全部利用了起來?！坝X得自己笨到家了，最開始三個(gè)月幾乎每新學(xué)一個(gè)實(shí)驗(yàn)都會失敗。”萬蕊雪的解決辦法是勤奮加細(xì)致，她把心里的沮喪放在一邊，拿出超人的耐心一個(gè)個(gè)去摳可能影響結(jié)果的細(xì)節(jié)，最終攻克了許多難點(diǎn)。

功夫不負(fù)有心人，她最終留在了施一公課題組。

萬蕊雪與導(dǎo)師施一公院士合影

“博二開始做世界級難題”

2014年，萬蕊雪進(jìn)入直博二年級，正趕上冷凍電鏡技術(shù)實(shí)現(xiàn)了重大突破，結(jié)構(gòu)生物學(xué)領(lǐng)域可能因此而發(fā)生重大變革。

面對重要的研究機(jī)遇，導(dǎo)師建議她做“剪接體結(jié)構(gòu)與分子機(jī)理的研究”，她開始獨(dú)自承擔(dān)酵母剪接體提取的工作。

剪接體發(fā)現(xiàn)于1985年，是控制遺傳信息傳遞的重要物質(zhì)，人類35%的遺傳紊亂都與剪接體功能失常有關(guān)，甚至包括一些種類白血病和癌癥的發(fā)病原因都和它有關(guān)。近30年來，全球眾多一流實(shí)驗(yàn)室都想“捕捉”剪接體的結(jié)構(gòu)，卻進(jìn)展非常緩慢。2014年初，《Nature》上一篇回顧晶體學(xué)百年歷史的文章中，把“剪接體的結(jié)構(gòu)解析”列為生物學(xué)最亟待解決的課題之一。

在此之前，施一公院士的團(tuán)隊(duì)主攻方向是使用X光解析晶體結(jié)構(gòu)，并沒有剪接體結(jié)構(gòu)解析的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)。課題組之前解析的也是剪接體亞復(fù)合物的結(jié)構(gòu)而非酵母完整的剪接體。因此，細(xì)胞培養(yǎng)、克隆、蛋白純化的這一整個(gè)流程，萬蕊雪都必須尋求外部幫助，從頭開始學(xué)習(xí)。

面對這樣一個(gè)世界級難題，課題組內(nèi)也缺乏經(jīng)驗(yàn)借鑒，但是萬蕊雪沒有被直接嚇退，“來不及擔(dān)心自己的能力，感覺無比興奮，就想證明自己的能力、實(shí)現(xiàn)自己的價(jià)值?！?p> 這也許就是“初生牛犢不怕虎”。

每一周，有三天萬蕊雪都要往返于清華和位于昌平的北京生命科學(xué)研究所，她只能去其他實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)。但是，“在別的實(shí)驗(yàn)室明明很順利的實(shí)驗(yàn), 回來自己重復(fù)卻總出問題?！比f蕊雪總結(jié)了一個(gè)“六遍定律”，意思是一個(gè)實(shí)驗(yàn)失敗五次都沒事，也許做到第六次就成功了。但是“6”這個(gè)數(shù)字都只能是她美好愿望，失敗的次數(shù)遠(yuǎn)比6大得多。

“做夢都想把實(shí)驗(yàn)做出來”是她那段時(shí)間的真實(shí)寫照，“做夢都想在Western Blot(蛋白質(zhì)印跡法)上看到一條陽極條帶，結(jié)果有一天真的看到了，激動得不行不行的，然后一睜眼，看到的是宿舍的天花板??”

“為了回復(fù)審稿意見，三天沒有合眼”

在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，盡管舉步維艱，但是導(dǎo)師施一公院士一直給予萬蕊雪充分的信任，盡管不時(shí)會詢問課題進(jìn)展情況，但他更多地是鼓勵(lì)?！笆├蠋熣f做課題要膽大心細(xì)，讓我放開手腳。”萬蕊雪對導(dǎo)師的鼓勵(lì)非常感恩。

終于，2014年年底，寒冬中，萬蕊雪終于成功拿到了可以用來提取酵母剪接體的單克隆酵母。年后，她摩拳擦掌，開始最為自信的樣品純化工作。憑借之前對蛋白純化的熟練掌握，她敏銳地發(fā)現(xiàn)提純時(shí)間對樣品質(zhì)量的關(guān)鍵影響，因此省略了一個(gè)既耗時(shí)、又帶來樣品降解和解聚的風(fēng)險(xiǎn)的步驟，從而突破了樣品制備的技術(shù)瓶頸。

2015年3月，萬蕊雪拿到了性質(zhì)良好、均一性良好的酵母剪接體樣品，這是一個(gè)重大突破。當(dāng)師兄告訴她，這一樣品已經(jīng)算到近原子分辨率時(shí)，萬蕊雪激動得一整夜睡不著覺。

此后，施一公帶領(lǐng)帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)不分晝夜地加班工作，希望第一時(shí)間將實(shí)驗(yàn)成果發(fā)表。兩周里，為了保證文章中背景知識的準(zhǔn)確性，萬蕊雪細(xì)細(xì)閱讀了數(shù)百篇論文。

萬蕊雪在使用電鏡進(jìn)行觀察

論文的審稿意見回來后，萬蕊雪一點(diǎn)也沒有耽誤，她立刻開展實(shí)驗(yàn)來回答質(zhì)疑。生化實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)性在于每個(gè)實(shí)驗(yàn)至少重復(fù)三次。樣品必須用同一批，不同批次樣品就必須再重復(fù)三次，才能拿到可靠結(jié)果。這就又是一段晝夜不分的日子。整整三天，萬蕊雪沒有合眼?！翱赡苁俏也┦可睦镒铌幇档娜臁！边@句話，萬蕊雪卻是笑著說的。

2015年7月，兩篇文章被順利接收，背靠背發(fā)表在《Science》上。這項(xiàng)研究的意義被媒體形容為，“標(biāo)志著人類對生命過程和本質(zhì)的理解往前邁進(jìn)了關(guān)鍵一步，是生物科學(xué)基礎(chǔ)原理研究領(lǐng)域的重大突破，被譽(yù)為近30年中國在基礎(chǔ)生命科學(xué)領(lǐng)域?qū)κ澜缈茖W(xué)做的最大貢獻(xiàn)。”

直博第二年，就以共同第一作者的身邊發(fā)表了兩篇重磅論文，這當(dāng)然是一種莫大的幸運(yùn)。但越是了解萬蕊雪的“拼”，就越會發(fā)現(xiàn)這種幸運(yùn)背后的必然。

“手握三篇Science，今年春節(jié)不回家”

兩篇《Science》論文的發(fā)表僅僅是萬蕊雪科研的起點(diǎn)，她只是回去睡了個(gè)好覺，就又以每天14小時(shí)的節(jié)奏投入了工作。僅僅三個(gè)多月之后，2016年1月，萬蕊雪的新工作又在《Science》上刊發(fā)。

博士生春節(jié)不回家的故事我們并非從未聽說，但是其中有許多可能是進(jìn)展不順、面臨科研的重壓而作出的無奈之舉，但萬蕊雪則不然。手握三篇《Scicence》論文，她卻主動選擇在2016年春節(jié)放棄回家過節(jié)，而是在實(shí)驗(yàn)室里熬過了十多個(gè)不眠之夜。

為什么會做出這樣的選擇?原來是因?yàn)檠芯克枰睦鋬鲭婄R在清華僅有三臺，在平時(shí)很難預(yù)約到使用設(shè)備的機(jī)時(shí)，只有春節(jié)期間有空檔。萬蕊雪提前回家了幾天，就趕緊回到實(shí)驗(yàn)室，春節(jié)，對她而言是“難得的科研時(shí)機(jī)”。

“每熬夜一宿，要完成兩千步操作”

2016的春節(jié)，萬蕊雪和她帶領(lǐng)的一個(gè)研究小組有著近乎“變態(tài)”的打開方式。機(jī)器不歇，人三班倒，每個(gè)人工作至少8小時(shí)，實(shí)驗(yàn)24小時(shí)連軸轉(zhuǎn)。

每一班的8小時(shí)又都近乎是“變態(tài)”的工作強(qiáng)度——每分鐘要完成4個(gè)操作步驟，每小時(shí)就是240個(gè)，一夜下來就是兩千多步。每三個(gè)小時(shí)，電鏡的相機(jī)需要矯正一次，這需要5分鐘，這是萬蕊雪僅有的休息時(shí)間，如果要去洗手間，這也是唯一的檔口。

在談到這段經(jīng)歷時(shí)，筆者與萬蕊雪發(fā)生了這樣的一段對話。

“不夠喜歡的話，不可能這么拼”

整個(gè)采訪的過程中，萬蕊雪總是溫文爾雅的，語言也非常平實(shí)。然而，每每說到研究成果獲得突破的時(shí)候，她的眼睛里就仿佛放出光來。

“為什么國際上那么多頂級實(shí)驗(yàn)室都鉆研不出來，只有你們能做到?”面對這個(gè)問題，萬蕊雪回答得輕描淡寫，“可能沒有我們拼吧。”就是這么干脆。

歌詞里唱“愛拼才會贏”，但萬蕊雪認(rèn)為，不夠喜歡科研的話，可能確實(shí)做不到這么拼。她認(rèn)為，整個(gè)實(shí)驗(yàn)室都有一種心氣兒，“我覺得實(shí)驗(yàn)操作得好，技術(shù)好，改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)方案是一方面，更重要的，可能是因?yàn)槲覀冋娴暮芟氚堰@個(gè)課題第一個(gè)做出來，而且是盡可能好地做出來，這股心氣兒，這種精氣神，是一直支撐我們的?！?p> 說到這里，萬蕊雪突然坐得更直了，說，“有人會質(zhì)疑說我們做得太理論了，很難應(yīng)用，其實(shí)不是這樣的，我們現(xiàn)在做剪接體，對于理解疾病，進(jìn)一步攻克疾病是有很大意義的。我從高中就熱愛生物學(xué)，就是對科學(xué)研究有點(diǎn)貢獻(xiàn)，造福人類?！?p> “不忘初心”

萬蕊雪的微信用得不頻繁，這幾乎是她的工作節(jié)奏所必然決定的，她的朋友圈不怎么更新，而個(gè)性簽名更是只有很簡單的四個(gè)字，“不忘初心”，連個(gè)標(biāo)點(diǎn)符號都沒有。

什么是她的初心?“探索生命的奧秘，做好科研，貢獻(xiàn)人類?！倍际嵌叹洌肿昼H鏘。

在一次國際會議上，萬蕊雪分享了課題組的研究成果，一位白發(fā)蒼蒼的老爺爺走過來對她說，“Congratulations，Ruixue!(蕊雪，祝賀你!)”“這個(gè)爺爺?shù)拿忠郧笆侵荒茉诮炭茣峡匆姷?這種心情，你能理解吧?”她激動得用了一個(gè)問句。

萬蕊雪(右一)參加2016日本RNA會議時(shí)與著名生物學(xué)家Reinhard Luhrmann(右二)合影

2016年，萬蕊雪入選了全國僅五人的 “未來女科學(xué)家計(jì)劃”，她將此視作莫大的鼓勵(lì)，但同時(shí)，她認(rèn)為“這也是一種期待吧，我不能辜負(fù)這個(gè)期待?！?p> “對生命機(jī)理的研究，沒有終點(diǎn)，這就是科研的魅力。”萬蕊雪說這句話的時(shí)候，陽光從清華醫(yī)學(xué)樓的玻璃天窗中灑進(jìn)來，正好灑在她的身上，把面龐和每一根發(fā)絲都照得閃亮。

本文作者：清華大學(xué)小研在線/王中興 李紀(jì)琛

致謝：清華生命學(xué)院博士生張厲、新聞學(xué)院碩士生李成章對本文亦有貢獻(xiàn)。

[來源：清華大學(xué)小研在線] 施一公萬蕊雪冷凍電鏡