清华女教授颜宁:“饿死”癌细胞的科学达人
2014-11-13张亚斌
张亚斌
多年来,如何攻克癌症一直是困扰医学界的一个难题。2014年夏天,清华大学的一支科研团队在英国《自然》杂志上发表了人类有望“饿死”癌细胞的科研成果,震惊了世界医学界,被国际学术领域评价为“最具里程碑意义”的科研成就。而更让人震惊的是,这支团队的领头人竟是一位37岁的美女教授。
从清华到普林斯顿
颜宁于1977年生于山东莱芜。童年时的她是个不折不扣的“假小子”,爬树摘枣、下河摸鱼,还常常捉弄自己的小伙伴。尽管调皮,但颜宁的学习成绩却一直很优异。1996年,颜宁考入清华大学生物科学与技术系。
转眼就到了大四。因为在校表现出众,颜宁在尚未毕业时就收到了诺和诺德中国制药公司的就业邀请函,对方开出了优厚的薪水,这是很多学生梦寐以求的事。然而,颜宁却婉拒了对方。她要出国留学,继续自己的科研之路。
颜宁临近毕业时,美国普林斯顿大学分子生物学系助理教授施一公到清华大学做报告。听完报告,颜宁的心久久不能平静,突然有了一种“非普林斯顿不报”的念头。
第二天,颜宁便用英文给施一公教授写了一封信,在信里坦白自己的想法:“我觉得自己各方面的能力已达到贵校的要求,希望把时间花在更有价值的地方。但申请出国太浪费时间和金钱了,如果普林斯顿大学录取我,我就不用再花精力申请别的学校了……”
这封很“拽”的来信让施一公特别意外,他从未遇到过这么自信的学生。在好奇心的驱使下,他亲自面试了颜宁,而颜宁的优异在面试时得到了淋漓尽致的发挥。两个月后,她收到了普林斯顿大学的录取通知,成为该校首位不按规矩录取的学生。
2000年8月,颜宁抵达普林斯顿大学,开始了自己的7年留学生涯。
“玩儿”的就是科学
进入世界著名的大学,学习压力随之而来。“课上老师会突然点名提问,非母语表达心理压力颇大,第一次被提问时我都紧张得呆住了,但另外一位来自北京大学的学生却回答流利。”这让颜宁很失落。当得知自己是普林斯顿大学首批招收的中国研究生,而且她的表现会影响以后给中国学生的名额时,她更是紧张。颜宁下定决心要成为别人的榜样。
从那之后,她坚持每天只睡6个小时,很多个夜晚她都是读着论文入睡。一天上,已经是夜里11点多,颜宁在回宿舍的路上,看到旁边实验室的灯还亮着,就好奇地走了进去。她看见一对教授夫妇正在实验室观察显微镜下的果蝇,那种淡定从容、简单执着让她十分感动。她觉得学习也应该这个样子,不能硬填,应该是全身心投入,然后享受自己收获的东西。
很快,颜宁就调整好了心态,开始积极主动地学习。普林斯顿的老师很注重学生的提问能力,对于在某些科研成果上敢和老师“唱反调”的学生更是青睐有加。所以,课堂上气氛格外活跃。在这种环境的影响下,通过短短半年时间的学习,颜宁不仅能轻松地应对点名提问,还经常主动提出一些自己的独到见解。
一年之后,颜宁开始跟着施一公教授学习。没想到刚进实验室没几天,她就犯了错误。有一次,跑凝胶过滤,由于粗心,她忘记设压力保护了,在输入流速的时候竟然把0.5设成了5。幸亏当时施一公教授就在旁边,他立即停止了快速蛋白液相色谱。尽管如此,几秒钟的时间,柱子已经矮了一节。教授严肃地说:“你第一次犯错误,只要不有意隐瞒,我不批评,但不要有下一次。”
就这样,在施一公教授的悉心指导下,颜宁变得越来越老练,她的实验也做得顺风顺水。2004年12月,颜宁获得普林斯顿大学分子生物学博士学位。
“本来打算出去做博士后,正巧施一公教授实验室有一个研究膜蛋白的机会,我知道做膜蛋白是一个特别大的挑战,在一个熟悉的环境中从头做起,去挑战一个全新的东西,这是一件很有意思的事。” 颜宁说。于是,颜宁留在了原实验室做博士后。之后的一年多时间里,她带着两个师弟师妹从零开始进行膜蛋白的结构生物学研究,终日在实验室“痛”并快乐着。2006年10月,仅仅一年多的时间,颜宁带着她的师弟师妹就做出了实验室的第一个膜蛋白结构。
这在当时是个非常了不得的研究成果,颜宁也因此备受关注。面对外界的赞美和采访,颜宁发表了非常另类的感言:“在做科研的时候有三个时刻最畅快:一是解决了实验中困扰已久的难题,也许就像武侠小说中打通任督二脉那一刻的感觉;二是实验出结果的时候,那时你会为崭新的发现而狂喜不已;最后一个就是论文发表的时候,这主要在一定程度上满足了我从小的‘作家梦,尽管文笔有点儿对不起大家。科研做到一定程度,就没有工作的压力了,到最后是玩科学的感觉,这种感觉非常棒!”
让“饿死”癌细胞成为可能
博士后课题告一段落后,颜宁打算回国探亲。此时,她意外地接到了清华大学生物系主任赵南明教授的邀请,赵教授诚恳地说:“要是你能回来任教就好了,现在咱们国家急需你这样有想法、有创建的年轻人。”听了这句话,一种责任感从颜宁的心中迸发出来,她便欣然接受了对方的邀请。
2007年,不到30岁的颜宁回到清华大学,成为该校最年轻的教授、博导。在学生心目中,颜宁在课堂上是尽职尽责的“老班头”,在课下则是阳光可爱的“知心大姐”。
除了上课,颜宁最大的乐趣就是泡在实验室里做实验。颜宁在医学院独立建设并领导一个实验,以便于平时的独立研究。由于颜宁在普林斯顿大学一直致力于蛋白质结构研究,所以,回国后她决定继续挑战结构生物学中最难的领域——膜蛋白(即细胞膜上的蛋白质)。
回忆起刚起步的那段日子,颜宁笑着说:“刚开始建实验室的时候,我都快疯掉了,大约有半年的时间都非常焦虑……”那时候,她白手起家:装实验台、订购仪器试剂、手把手教学生做实验……其曲折之多、进展之慢,让急性子的她直抓狂。
一名年轻的教授带着几名刚刚本科毕业和即将毕业的大四学生,在一间新的实验室向结构生物学最难的领域“开炮”,在外人看来有点儿不可思议。但就是在这种起点上,只用了4年的时间,颜宁带领的研究团队或独立完成或与别的团队合作解析了5个膜蛋白结构并分析了其功能机理。值得一提的是,颜宁领导的关于脱落酸受体的结构与功能机理的研究,与同年欧美、日本的同类研究成果一起入选美国《科学》杂志评选的“2009年科学十大进展”。
2012年1月,颜宁与施一公教授、美国普渡大学朱健康教授合作,在《科学》杂志上发表论文,揭示了转录激活因子样效应蛋白(TALE)特异识别DNA的分子机理。
颜宁的研究领域是膜蛋白结构解析,对膜蛋白的研究将会对许多疾病的研究提供线索,因而一直受到科学界的关注。在花费无数心血搭建的实验室里,颜宁带领自己的团队成功解析出了5个膜蛋白结构,自此迈入了世界优秀结构生物学家的行列,她也因此获邀在2014年国际生物物理年会上做大会主题报告。
葡萄糖转运蛋白的结构与原理就是颜宁的发现之一。人体摄入的葡萄糖都需要这种蛋白的运输才能发挥作用。所以,解析这种蛋白质的结构、弄清它的运行机理,可以为新药的研究提供精确的依据,进而提升药物疗效、减少药物的副作用。“因为癌细胞需要大量地消耗葡萄糖,所以对转运蛋白的需求特别旺盛。如果能找到一种东西扼制转运蛋白,让它不能再转运葡萄糖,就可以饿死癌细胞。” 颜宁说。
在颜宁的带领下,其团队勇于进取,屡获佳绩。2014年6月5日,颜宁与其团队在英国《自然》杂志上发表了人类有望“饿死”癌细胞的研究成果,迅速在医学界引起轰动,鼓舞了许多癌症患者和研究者,也意味着这项研究成果得到了国际学术界的认可与肯定。
在外人眼里,颜宁在科研的路上已经走得非常成功,但她自己并不满足。谈及未来的奋斗目标,颜宁不客气地说道:“我要开辟一个新领域,不跟人‘撞车,做到独树一帜、遥遥领先!”