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因為顏寧帶領(lǐng)著她平均年齡不到30歲的團(tuán)隊成功攻克了膜蛋白研究領(lǐng)域最受矚目、國際競爭也最激烈的課題。這項偉大的成就將為針對人類疾病開發(fā)藥物做出決定性的貢獻(xiàn)。
顏寧(資料圖)
在迷霧曠野中尋找真理之路
因為顏寧帶領(lǐng)著她平均年齡不到30歲的團(tuán)隊成功攻克了膜蛋白研究領(lǐng)域最受矚目、國際競爭也最激烈的課題。這項偉大的成就將為針對人類疾病開發(fā)藥物做出決定性的貢獻(xiàn)。
上帝帶著你打開窗戶
還有不到一周就是農(nóng)歷新年了。晚上7點，清華校園里已經(jīng)看不見什么人，結(jié)構(gòu)生物學(xué)中心所在的樓層卻燈光通亮，結(jié)構(gòu)生物學(xué)家顏寧女士和她課題組的5個學(xué)生沒有一個人回家，集體在實驗室待命。
對于他們來說，這一天比即將到來的年節(jié)更為重要：兩天之前，他們終于得到一顆優(yōu)質(zhì)的葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白GLUT1的晶體，由兩位學(xué)生用零下170度的低溫罐裝著，搭高鐵送去了上海同步輻射實驗室。嘗試無數(shù)次，積累很多年，能否收集到高質(zhì)量數(shù)據(jù)，取得實驗的最終成功，今晚便是檢驗收割的時刻。課題組里年紀(jì)最長的博士后鄧東給大家點了外賣，特意挑了“必勝客”，“當(dāng)時說必勝嘛，我記得很清楚。”
顏寧沒有跟學(xué)生們一起吃晚飯。她比其他人更加緊張，待在幾個房間開外自己的辦公室，“惴惴不安的，也不敢跑去看，我怕我一進(jìn)去給他們壓力太大，他們手再抖一下什么的̷̷我就等著，等著?！?p> 解析GLUT1的結(jié)構(gòu)，探究這個對人體來說至關(guān)重要的葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白(glucose transporters，簡稱GLUTs)長什么樣子、如何工作，這是清華大學(xué)教授顏寧近7年以來最重要的工作。
葡萄糖是維持人類生命活動的最基本能量來源，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)胞對于葡萄糖來說相當(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。葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白就像是細(xì)胞膜上站崗的守城衛(wèi)兵，在合適的時候為葡萄糖打開城門，使之通過高墻，發(fā)揮作用。
在人體14種葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白當(dāng)中，GLUT1是最早被科學(xué)家發(fā)現(xiàn)的。它幾乎存在于人體的每一個細(xì)胞，對于維持血糖濃度穩(wěn)定和大腦供能起到關(guān)鍵作用。GLUT1還與一系列遺傳疾病有關(guān)，如果在胚胎發(fā)育的過程中，GLUT1無法正常發(fā)揮作用，將會影響葡萄糖的正常吸收，導(dǎo)致大腦萎縮、智力低下、發(fā)育遲緩、癲癇等一系列疾病，癌細(xì)胞高度依賴的葡萄糖也需要通過GLUT1攝取。
自從1985年GLUT1的基因序列被鑒定出來之后，獲取它的三維結(jié)構(gòu)成為膜蛋白研究領(lǐng)域最受矚目、國際競爭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，顏寧的競爭對手遍布美國、歐洲、日本，其中很多科學(xué)家已經(jīng)付出了近20年的時間。眼下，顏寧和她的團(tuán)隊終于來到了最后的關(guān)口。
7點半，8點，9點̷̷數(shù)據(jù)從上海源源不斷地傳回來。解析蛋白結(jié)構(gòu)的基本方法包含4個步驟，獲得大量無雜質(zhì)的目標(biāo)蛋白質(zhì)，篩選條件使蛋白質(zhì)結(jié)成可觀察的晶體，利用X射線衍射的技術(shù)手段獲得衍射圖譜，最后計算搭建結(jié)構(gòu)模型。
晚上10點半，顏寧辦公室的門被敲響了，鄧東站在門外?！俺鰜砹?”“出來了?！眱扇藢σ曇谎郏瑮l件反射般狠狠擊掌，然后一起往實驗室的方向“噠噠噠”飛跑。這一次，這個來自中國，平均年齡不到30歲的團(tuán)隊贏了。
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)表了這項成果。2015年，因為在膜蛋白結(jié)構(gòu)研究領(lǐng)域的重要貢獻(xiàn)，顏寧同時獲得國際蛋白質(zhì)學(xué)會“青年科學(xué)家獎”和賽克勒國際生物物理獎。“要針對人類疾病開發(fā)藥物，獲得人源轉(zhuǎn)運蛋白至關(guān)重要”， 斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院分子與細(xì)胞學(xué)教授、2012年諾貝爾化學(xué)獎得主布萊恩?科比爾卡對《自然》雜志評價，“因此，這是一項偉大的成就，該成果對于研究癌癥和糖尿病的意義不言而喻?！?p> “其實現(xiàn)在想就是挺激動，”回憶起那個冬夜，在電腦上看到結(jié)構(gòu)的時刻，顏寧依舊記得那種無法言說的喜悅，她感覺到那就像美國科學(xué)院院士、華裔生物學(xué)家王曉東說的，上帝帶著你打開了一扇窗，讓你一下子看到了一個神跡，“這是世人以前不知道的，突然間被你首先窺到了，你想那是一種什么樣的獎勵?！?p>
顏寧(資料圖)
嚴(yán)密邏輯的勝利
夜晚是顏寧一天中最喜歡的時刻。當(dāng)周遭安靜下來，感官變得敏銳，精力集中于一線，頭腦和思路變得異常清晰。她的同事和學(xué)生們都知道，顏老師是“在中國過美國時間，在美國過中國時間”，常常晚上10點出現(xiàn)在實驗室，雙眼發(fā)亮，跟準(zhǔn)備離開的學(xué)生打招呼。
做探索性研究的感覺，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，不知道要花費多少時間，甚至不知道最后能不能做得出來。實驗室的博士生孫鵬程對記者說，他們只能不斷嘗試，“可能前面有100條路擺在我們面前，然后有的人運氣好，可能你第一下就試出來了，但你有可能運氣不好，你可能試了99條都沒試出來，只剩最后一條了，就看你還有沒有勇氣去試。”也因如此，外界對結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究技術(shù)含量的質(zhì)疑由來已久，甚至戲謔地將他們稱為“工匠”，“勞動密集型”，“體力是基礎(chǔ)，運氣是關(guān)鍵”。
顏寧完全不能同意。跟很多人對中國科學(xué)家某種“勤勉，甚至過度勤勉”的刻板印象不同，顏寧從來不對學(xué)生來實驗室的時間做硬性規(guī)定，一有時間就組織學(xué)生們“偷懶”，聚在小會議室聊八卦，玩殺人游戲。三季《爸爸去哪兒》一集不落。
科研上，顏寧最討厭的就是“蠻干”。她說自己喜歡那種“聰明動腦子，加稍微懶惰一點”的學(xué)生，“這就意味著他是多快好省地做出事情來，對吧”。GLUT1的結(jié)構(gòu)是膜蛋白結(jié)構(gòu)研究領(lǐng)域公認(rèn)的硬骨頭，顏寧帶領(lǐng)她的團(tuán)隊半年就攻克了難關(guān)?！暗浆F(xiàn)在為止我的運氣不壞。我經(jīng)常說運氣不壞，這是故意謙虛一下，其實我是一直在動腦子分析，而不是蠻干，如果你蠻干的話，你真的就是每條路去走了?！?p> 做GLUT1的結(jié)構(gòu)最大的難點在于結(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，如果無數(shù)個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。這些不聽話的小東西在什么環(huán)境條件下才能結(jié)晶?他們幾乎沒有任何經(jīng)驗和理論支撐可供借鑒。基于對蛋白本身的了解，顏寧開始分析：要把GLUT1“搞殘”，讓它動得慢一點，再慢一點。她讓學(xué)生們?nèi)ラ喿x大量文獻(xiàn)，試圖找到一個突變方法，使GLUT1在還能工作的前提下將速度放慢幾千倍，然后再運用低溫和合適的去污劑，近一步降低分子運動的速率。
15年以前，剛剛從清華本科畢業(yè)，到普林斯頓大學(xué)念博士的時候，顏寧常常跟導(dǎo)師施一公爭執(zhí)。國內(nèi)名校畢業(yè)、第一次出國的小女孩又自卑，又自負(fù)，信仰勤力，面前有100條路，非要一條一條都試過才甘心?！拔液髞砭桶l(fā)現(xiàn)，我不論怎么跟他爭，最后我把所有路走了一遍，發(fā)現(xiàn)好像還是他說的那個是對的?！焙芏嗄暌院笏怕l(fā)現(xiàn)，這緣于長期經(jīng)驗積累和嚴(yán)密分析所形成的“科學(xué)直覺”，就像在路上看到一輛飛馳而過的汽車，有經(jīng)驗的社會人一定會本能地閃躲一樣。
如今，她成了那個給團(tuán)隊指路的人。她說自己不相信運氣，只相信實力?！拔掖_實對于獲得人源葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白的晶體結(jié)構(gòu)有點驕傲，因為這個工作完完全全是按照邏輯一步步拿到的結(jié)構(gòu)，而不是靠‘篩選’。我很高興，因為這是一次嚴(yán)密邏輯的勝利?！?p> “科學(xué)研究真的需要運氣嗎?我現(xiàn)在越來越不相信運氣這種東西了，老有人說我們有運氣什么什么的，那是大家只看到你走運的時候，沒看到你不走運的時候，我覺得還是sense吧，就是你訓(xùn)練積累到一定程度，它是水到渠成的?！?p>
顏寧(資料圖)
科學(xué)之美
科學(xué)競爭是一場爭分奪秒的競賽，沒有第二，只有第一，不管付出多大的努力，都有可能被其他人搶先一步。曾經(jīng)有近兩年時間，每周四、五凌晨一點，顏寧的團(tuán)隊都會自動醒來——那是《自然》和《科學(xué)》雜志網(wǎng)絡(luò)版上線的時間。鄧東曾說，“再困，我也會爬起來坐到電腦前，看有沒有人發(fā)表類似的成果。”顏寧記得看到結(jié)構(gòu)之后，自己最多“激動了一秒鐘”，腦回路立刻轉(zhuǎn)換，“這么順利，別人一定做出來了，趕緊寫paper?！彼貌坏揭粋€星期的時間就把論文投了出去。但這并不意味著科學(xué)家之間僅余競爭。實驗成功后的一段時間，顏寧常常收到來自世界各地的同行的郵件。這些競爭者在信里寫，恭喜你，我做這個課題做了10年沒做出來，你居然把它做出來了。三分的自我惋惜，更多的則是樂見突破的祝賀：心里難受是肯定的，但畢竟這個結(jié)構(gòu)在自己的有生之年被看到了。
顏寧享受這樣的純粹和遼闊。“同行之間，除了同行相輕之外，其實還有一個是惺惺相惜。特別是科學(xué)界，純自然科學(xué)，更多的是惺惺相惜̷̷因為你在乎的就是那個詞，真理，你真正喜悅的是這個領(lǐng)域往前進(jìn)步了?！?p> 顏寧對科學(xué)最初的想象來自于童年。那時她家住北京大興的一棟樓房，四層，窗戶在床的旁邊。夜里爬上床，拉開窗簾，眼前就是滿天的星斗。她常常對著星星胡思亂想：宇宙之外是什么?都說宇宙是無窮的，無窮是什么?有沒有時間隧道?人眼看到的信息，大腦是怎么處理的?是一種天然生發(fā)的、沒有邊界和指向的暢想，直到高中畢業(yè)，順應(yīng)父母的期望來到清華大學(xué)生物系，顏寧還和很多人一樣看不到未來在哪里，從未想過將科研當(dāng)作一生的事業(yè)。
2000年，顏寧來到普林斯頓大學(xué)繼續(xù)攻讀分子生物學(xué)博士。在這座愛因斯坦度過晚年的美麗小鎮(zhèn)，教課的大多是上了年紀(jì)的老教授，經(jīng)典論文，甚至課本中看到的研究成果很多都是他們親手做出來的，科學(xué)研究在他們的講述當(dāng)中變成了生動有趣的故事。她常常看到一對美國科學(xué)院院士夫婦，夜半時分，各自守在各自的實驗室里，佝著身子，觀察顯微鏡下的果蠅。那畫面非常安靜，非常美好，“那種簡單和執(zhí)著讓我感動，覺得我將來就是要這個樣子，很簡單地做自己喜歡的研究。”
一年級結(jié)束之后，顏寧進(jìn)入施一公的實驗室正式開始實驗研究。2004年以后，實驗室又多了兩位來自清華的師兄，當(dāng)夜幕降臨，三個人就開始用小音箱在實驗室里放中文老歌，就著旋律各自做各自的實驗，很少交談，卻心照不宣。一切正是她期望的樣子，“那感覺可好了。”
顏寧很少去想國家、未來之類的大問題，科學(xué)對她的吸引力來自各種觸手可及且具體而微的快樂：創(chuàng)造知識帶來的智力興奮，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、美妙的小小時刻。
她性格率直，很少用大詞，把自己的工作比作“打怪通關(guān)”，令她著迷的永遠(yuǎn)是最重要、最困難的問題?！笆裁唇兄匾?就是你做出來能進(jìn)教科書。這個這么重要，為什么還沒人做它?后來說它很難。那很難才好玩兒啊!”這位38歲的科學(xué)家語速飛快，喜歡扎馬尾辮，穿印有“清華”字樣的紫色帽衫，由內(nèi)而外洋溢著小女孩式的熱情。
“小女孩”也是顏寧周圍的朋友對她最常做出的評價。她興趣極廣，什么小道消息、八卦新聞、電視劇、網(wǎng)絡(luò)小說，都能滔滔不絕地聊起來。顏寧本科時期的同學(xué)、至今的閨蜜李一諾告訴《人物》記者，有一天顏寧突然看上了深圳一檔叫做《極速前進(jìn)》的旅行節(jié)目，非拉著李一諾一起去參賽，認(rèn)認(rèn)真真去微博上給節(jié)目組寫了好長的評論，“結(jié)果人家也沒搭理她?！?p> 李一諾說，“顏寧其實就是一小女孩，只不過是在科學(xué)領(lǐng)域做事。她很多想法和什么都非常小女孩，所以也非常可愛?！?p> 但是，直到最近，顏寧才意識到“性別”對于科學(xué)家來說可能意味著什么。她曾在一篇文章中描述了這種隱秘的阻力，“今年之前，對于各種‘女科學(xué)家’活動，我其實是拒絕的，因為我不喜歡自己被貼上任何標(biāo)簽，我只相信實力，無關(guān)性別、年齡的實力̷̷但是，當(dāng)我慢慢意識到許多女孩子，特別是我自己的學(xué)生，并不是沒有實力，只是因為社會家庭的共識，因為在某一階段或主動或被動地必須做選擇題，而脫離了她們本來挺有天賦的科研世界，我真的挺痛心。于是我開始參與到支持青年女科學(xué)家的各種活動中?！?p> 從那時開始，她在舉辦學(xué)術(shù)論壇時會特別邀請優(yōu)秀的女性科學(xué)家。有一回學(xué)院面試博士生，在場的一位男老師問面前的碩士女孩，你現(xiàn)在到了一定的年齡，將來怎樣平衡家庭和科研?條件反射般，顏寧立即打斷了談話。她跟女孩說，“你可以不回答這個問題，這是一個有性別歧視的問題”。然后當(dāng)場質(zhì)問那位男同事，你們?yōu)楹螐膩聿粏柲行匀绾纹胶饧彝ズ凸ぷ?在微博里轉(zhuǎn)發(fā)艾瑪?沃森在聯(lián)合國就女性主義議題所作的演講時，顏寧提到了這件事?！拔沂亲约罕粏柫诉@么多次之后才意識到這里面的隱形性別歧視，”她寫道，“憑什么女性就一定要平衡家庭和工作?”
然而她也知道，從前的不在意，是因為自己比一般女性科學(xué)家的運氣更好。她至今跟父母生活在一起，他們非常支持她的事業(yè)，生活上的照顧無微不至，她形容自己幾乎是“十指不沾陽春水”，能夠心無旁騖地投入科學(xué)。
做結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究十幾年，顏寧覺得自己也漸漸變成了研究的一部分。她最近常常想，生命到底是什么呢?看過那么多生物的奇妙結(jié)構(gòu)，她發(fā)現(xiàn)人類工程所創(chuàng)造出的機(jī)器，大自然其實都早有設(shè)計，“并且比你這個要精妙得多̷̷沒有一臺人造的渦輪機(jī)能比得上你身體里這些機(jī)器利用能量的效率?！彼械奖拔ⅲ祟惖降啄懿荒艹阶匀恢?，創(chuàng)造出獨特的新東西?她又覺得高興，至少，作為科學(xué)家，自己已經(jīng)得到了許多額外的獎賞。
剛從普林斯頓回到清華組建實驗室不久，同事劉國松教授曾經(jīng)跟她說過做科學(xué)家的三個境界：第一重是職業(yè)，最下乘，不過將科研當(dāng)作了謀生的手段;第二重是興趣，那時她以為這已經(jīng)是科學(xué)家的境界了，追求興趣，多么的超凡脫俗;第三重，劉國松說了兩個字，“永生”。那一刻，李白和杜甫的影子突然從顏寧的腦海中跳了出來，她覺得自己“有點被震撼”。
那天凌晨，她在博客中這樣寫道：“從事基礎(chǔ)科研的科學(xué)家何嘗不是有這么點虛榮心呢?神龜雖壽，猶有竟時。你的發(fā)現(xiàn)留在歷史上，作為你的一個標(biāo)志一直傳下去，確實是某種意義上的永生?！?p> 2016年愿望
其實我2015年寫了一篇博客，1月1號，就在說能不能尋求突破。今年有點失望，還沒有達(dá)到我想要的突破，我想可能在未來若干年，我每年的想法都是我要做出我想要的突破。
我現(xiàn)在做的一些工作相對來說是比較經(jīng)典的工作。什么叫經(jīng)典，我的定義就是說我今年做的很多東西基本上都是進(jìn)教科書的，這就叫經(jīng)典了對吧。但是我們在科研中很重要的就是你是一個領(lǐng)域的開創(chuàng)者，就是別人從來沒有想到這個問題，你卻想到了。像我現(xiàn)在做的事，別人沒有做出來，我做出來了，但并不是說別人不想做，其實大家也都想做。我現(xiàn)在下一步想要做的就是說別人還沒有想到。我在尋求這個。
拍攝現(xiàn)場
封面照拍攝結(jié)束后，攝影師用顏寧的照片現(xiàn)場組合起群封構(gòu)圖。他將顏寧的圖片與學(xué)誠法師比鄰而放，“讓科學(xué)與信仰站在一起”。站在一旁的顏寧興致勃勃地觀察，當(dāng)聽說那是學(xué)誠法師時，她語帶歡快，“是龍泉寺的住持。我們有緣，我聽說清華人出家基本都去了那兒。”
用一個詞形容你的2015?
收獲。我覺得2015年是在我們的科研中做出了很多預(yù)謀已久的課題。其實是厚積薄發(fā)，前面已經(jīng)有了很多年的積淀，做出來是必然的，只是沒想到幾個課題同一年都做出來了，這種感覺還是挺意外驚喜的，一個收獲季節(jié)，很開心。而且我自己也得了兩個國際獎，我覺得也是一種收獲，但是只是季節(jié)性的收獲。
6個月
自從1985年GLUT1的基因序列被鑒定出來之后，獲取它的三維結(jié)構(gòu)成為膜蛋白研究領(lǐng)域最受矚目、國際競爭也最激烈的課題之一。全世界的結(jié)構(gòu)生物學(xué)家都在為此努力，顏寧的競爭對手遍布美國、歐洲、日本、英國，其中很多科學(xué)家已經(jīng)付出了近20年的時間。然而這個課題最終由顏寧和她的團(tuán)隊在6個月之內(nèi)攻堅成功。
