清華大學醫學院顏寧教授將于今日在以色列特拉維夫大學領取賽克勒國際生物物理獎。屆時,顏寧教授將作題為“人源葡萄糖轉運蛋白(GLUTs)的結構機理研究”的報告。2010年,清華大學生命科學學院施一公教授因對細胞凋亡通路中蛋白調節機制的深入研究而獲獎。今年來自清華的顏寧再奪桂冠,她如何看待自己的科研生涯?讓我們一起走近這位美女教授。
2015年10月7日,清華大學醫學院顏寧教授與德國德累斯頓工業大學 Stephan Grill 教授共同獲得賽克勒國際生物物理獎 (The Raymond & Beverly Sackler International Prize in Biophysics)。今日,頒獎典禮于以色列特拉維夫大學舉行。
顏寧的獲獎理由為“對包括具有里程碑意義的人源葡萄糖轉運蛋白GLUT1在內的關鍵膜蛋白的結構生物學研究做出突出貢獻” (For seminal contributions to structural biology of crucial membrane proteins including the landmark human glucose transporter GLUT1)。
雷蒙德與比佛利賽克勒國際生物物理獎 (簡稱賽克勒國際生物物理獎),是由雷蒙德博士和比佛利賽克勒夫人捐贈所設立的,旨在促進原創及杰出的生物物理研究成果,一般表彰年齡在45歲以下的科學家,個別年度不設年齡限制。清華大學施一公教授和美國哈佛大學的莊小威教授分別于2010年和2011年獲得該獎。
2007年,作為普林斯頓大學博士的顏寧受聘于清華大學醫學院,成為清華最年輕的教授、博士生導師。一直致力于結構生物學中最富挑戰的領域之一、膜蛋白的結構與功能研究,并在短短8年內取得了一系列杰出成就。她在《Science》《Nature》《Cell》等雜志上發表多篇重要的論文,并榮獲了中國青年女科學家獎、HHMI國際青年科學家獎等。
顏寧教授領導的研究組過去8年致力于系統揭示GLUTs的結構與工作機理。2012年,她領導的團隊解析了GLUTs大腸桿菌同源蛋白XylE與底物分子木糖及抑制劑葡萄糖的復合物晶體結構,并通過同源建模首次描繪出GLUTs的大致結構,為研究GLUTs的轉運機理研究提供了重要線索。自此以后,她們聚焦于極富挑戰性的人源葡萄糖轉運蛋白GLUT1-4的結構生物學研究,并于2014年初解析了具有近一個世紀研究歷史、備受關注的人源GLUT1的三維結構,這也是第一個人源次級轉運蛋白的晶體結構。
別人看來枯燥的科學研究,在顏寧看來從來不是一個沉重的話題和事物,科學研究帶給了她著迷一般的快樂。
現在回頭看,回國是完全正確的選擇
對顏寧影響最大的母校有兩個——清華大學和普林斯頓大學。在清華大學,顏寧走入生物系進行了本科階段的學習,清華嚴謹的學風和扎實的培養給了她做學問的基礎;在普林斯頓大學,顏寧師從施一公教授進行了博士和博士后階段的研究,進而對微觀世界下的生命過程產生了極為濃厚的興趣,而普林斯頓大學嚴格的科研訓練也給了她在科學領域飛翔的彩色翅膀。
2007年初,博士后課題告一段落,原本打算只是回國探親的顏寧,意外地接到了生物系老系主任、醫學院常務副院長趙南明教授的邀請,請她回到母校,加盟醫學院,然后就接受了醫學院教授會的面試,成為清華大學當時最年輕的教授和博士生導師。
2010年,清華大學生命科學領域進行了綜合國際評估,專家對顏寧的評價是:“未來5年到10年,她將成為杰出青年女性科學家的榜樣。”
如今已經回國數年,談起當時自己的選擇,顏寧毫不猶豫地說:“現在回頭看,回國是完全正確的選擇。”
顏寧領導的實驗室進行的是生物學領域最為前沿的科學研究,包括對于膜蛋白和植物脫落酸受體的結構和生物學機理的研究。回到清華的研究工作是從裝修實驗臺、訂購儀器試劑、手把手教學生做實驗開始的,可以說是“白手起家”。一名年輕的老師帶著幾個剛剛本科畢業或者大四學生,在一個沒有任何積累的新的實驗室敢于向結構生物學最難的領域“開炮”,外人看來有點不可思議。但就是在這種起點上,只用了4年的時間,她帶領的研究團隊或是獨立完成或是與別的團隊合作解析了5個膜蛋白結構并分析了功能機理,她以獨立或共同通訊作者身份發表或被接受了9篇研究論文,其中包括4篇CNS(指的是《Cell》《Nature》《Science》這三種國際頂級學術期刊)。值得一提的是,顏寧領導的關于脫落酸受體的結構與功能機理的研究,與同年歐美日本的同類研究成果一起入選美國《科學》雜志評選的“2009年科學十大進展”。
這種速度就連顏寧自己也十分驚訝:“以前想著我回來這幾年能發表兩三篇論文,一項拿得出手的工作就夠了,但是清華的學生太聰明能干了,我完全沒有預料到會有這樣的速度。如果我在國外以同樣的起點同樣的時間作研究,我想不會這么productive (高產)。”
為什么能夠在這么短的時間內取得這么好的研究成果?顏寧總結出幾個因素:
第一,因為清華的學生有著踏實的作風和優秀的素質,能夠在很短的時間內使得課題實現質的“突破”;
第二,在實驗室各項工作啟動的頭幾年時間內,學校和學院提供了充分的保障,使得研究人員不用為科研以外的問題分心,從而可以心無旁騖地做科研;
第三,師生間協作非常緊密,有問題隨時解決,方向偏了隨時糾正;
第四,結構生物學研究中心幾個實驗室的團隊合作緊密,不同實驗室資源共享,互相取長互相配合互相借鑒,大大提高了實驗的效率。
對顏寧來說,從上午11點開始,除去用餐時間,她可以一直連續工作到凌晨兩點,如果是在研究的攻堅階段,甚至可以工作到凌晨五六點,在辦公室的沙發上瞇一會兒再爬起來接著工作。這種高強度的研究工作,如果不是樂在其中,常人很難做到。
顏寧說:“時間花在哪里是看得到的。就我自己而言,要想科研工作出成果,投入很重要。回來之后,除去外出開會和除夕春節,我休息之外百分之八九十的時間都在實驗室或辦公室,這種狀態我非常享受。”
回顧自己回國的這些年,她總結道:“我最滿意的是把一個我開始認為非常有挑戰性的領域做到不再可怕。我的實驗室積累了大量做膜蛋白的經驗,培養了一批做膜蛋白結構生物學的年輕人,我們現在信心滿滿挑戰更有生理意義的靶標。”
就是要做出玩兒Science的感覺
在結構生物學研究中心走廊的墻壁上,掛著顏寧和學生們幾幅充溢著想象力的“畫作”:在八聚體的蛋白質結構上,她描上了中國的太極八卦圖,兩幅圖在分布和線條上“不謀而合”,使研究內容“細胞凋亡體”與古老的哲學命題渾然一體,不得不讓人驚嘆大自然的神奇;翻飛的蝴蝶做背景,與蛋白的α螺旋結構交相輝映,旁邊配上沾著露珠的小草,讓人無限遐想……而在給NAT家族蛋白代表UraA繪制其轉運機制示意圖的時候,她給學生隆重地推出了“板磚悶棍”模型——核心結構域就是“板磚”,門控結構域就是“悶棍”,聽來十分詼諧,但是仔細想想也不無道理,十分形象。聊起此圖來,顏寧也是“忍俊不禁”。
顏寧有時候自己也說,如果不是走上了生物學這條研究道路,自己很有可能去從事設計或者寫作。而在她的眼中,那些別人看似枯燥無趣的蛋白結構,仿佛都有著神奇的生命力:“當你把細胞里那些只有幾個到幾十納米大小的蛋白質分子通過X射線衍射的方法解析出原子分辨率的結構,在電腦上放大幾億倍之后,清清楚楚地看到這些美麗的構造如何行使復雜的功能,你總忍不住要感嘆大自然的聰明——她的精妙設計很多時候遠遠超出了我們的想象!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。”
而愛上了這個神秘而美麗的世界,或許就是顏寧樂此不疲地工作著的重要原因吧!
她說:“在做科研的時候有三個時刻最暢快,一是解決了實驗中困擾已久的難題,也許就像武俠小說中打通任督二脈那一刻的感覺;二是實驗出結果的時候,那時你會為嶄新的發現而狂喜不已;最后一個就是論文發表的時候,這主要在一定程度上滿足了我從小的‘作家夢’,盡管文筆有點對不起大家。科研做到一定程度,就沒有工作的壓力,到最后是玩兒Science的感覺,這種感覺非常棒!”
喜歡穿休閑的衣服,喜歡用小小的惡作劇捉弄身邊所有人,喜歡在時間不太緊張的時候每天睡到自然醒,喜歡在思考或寫作卡殼的時候到網上轉轉或者是看看電影小說,這是喜歡無拘無束的顏寧;但是,同樣是這位女子,喜歡和學生在科研問題上爭論得面紅耳赤,可以連續工作48個小時絲毫不覺得疲憊——這也是顏寧,她忠實于自己的內心,做自己喜歡做的事情。
顏寧說:“做科研要做得狠,玩兒也要玩兒得狠,這是性格原因吧。還好,我調劑得還挺好的,都是樂在其中。”
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