Nature：十位中國科學之星，生物醫學占4位（都是女性）

　　2016年6月21日北京時間凌晨1點，《自然》雜志發表了Science stars of China這篇新聞特寫文章，Nature.com的官方微信號"Nature自然科研”同時放出此文的中文版《中國科學之星》。他們由該刊記者和編輯選出，在神經科學、中微子、空間科學以及結構生物學等領域有重要影響，對提升中國在全球科學領域的地位起到了重要作用。

　　其中有5人來自中科院系統。他們包括，中科院遺傳發育所高彩霞（最先將CRISPR-Cas9基因編輯技術用于小麥和大米等農作物上）；中科院國家空間中心吳季（其基礎空間科學任務將科學發現放在了中國空間計劃的核心位置上）；中科院高能物理所所長王貽芳（希望建造50~100公里環形粒子對撞機接替歐洲核子研究中心27公里長的大型強子對撞機）；中科院古脊椎動物與古人類研究所付巧妹（改寫了亞洲第一個解剖學意義上的現代人歷史）；中國科學技術大學教授陸朝陽（被評為推進中國掌握量子信息技術的一顆新星）。

　　其他入選科學之星的科學家包括清華大學顏寧（觀察到了蛋白質在原子層面是如何工作的）；香港科技大學葉玉如（在基礎神經生物學上的研究和對大腦健康的轉化研究提升了中國生物技術）；中國環保部部長陳吉寧（提升了政府確保地方政府和企業遵循污染和工業發展規范的力度）；上海海洋大學深淵科學技術研究中心主任崔維成（正在領導一支隊伍向地球最深處進軍）；國家海洋局極地考察辦公室秦為稼（幫助揭開南極冰蓋的歷史）。

　　《自然》編輯理查德·莫納斯特斯基說：“這10位科學家凸顯了中國創新的廣度以及對于創新的承諾，中國將繼續其強勁的推動力，從而成為科學的領導者。”

　　以下是根據“Nature自然科研”微信公眾號整理的四位與生物醫學相關的學者，依次是：香港科技大學葉玉如、清華大學顏寧、中科院遺傳發育所高彩霞、中科院古脊椎動物與古人類研究所付巧妹。

　　葉玉如：牽線搭橋

　　在她職業生涯的大部分時間里，葉玉如一直在牽線搭橋。葉玉如出生于香港，她在哈佛大學醫學院攻讀了博士學位，研究神經遞質，并在那時找到了自己的科研志向。然后，她跨界進入生物技術行業，探索支持神經元存活和發育的神經營養因子。1993年，她攜知識和經驗回到故土，并加入了剛剛成立兩年的香港科技大學。

　　她說，搬到一個不以研究著稱的地方“被認為是很大膽的舉動”，但她想為香港做出貢獻。自那時起，她通過自己的領導和研究工作，促進了香港科學和生物技術的發展。“我睡得非常少，”葉玉如說，她每天的工作時間超過12小時。她還稱贊了自己的支持團隊。“當你在做自己喜歡的事情的時候，時間就過得飛快。” 她很大一部分的工作時間都與自己的大型研究團隊共同渡過；這支團隊橫跨了基礎神經生物學和神經性疾病的轉化研究等領域。

　　回國以來，葉玉如見證了巨大的轉變：香港在1997年回歸中國，她也見證了中國大陸科學的蓬勃發展。現在，葉玉如正在搭起一座溝通大陸的橋梁：她希望能接觸到大量患有阿爾茨海默病等疾病的人口，以推進臨床研究；培訓同時具有臨床醫學和研究技能的人才，并在中國正在開展的一項大型腦計劃中的承擔重要角色。“我告訴我的學生們，有時你并不知道研究會帶你走向何方。”

　　結構生物學家解碼問題蛋白質

　　顏寧：晶體行家

　　小時候，顏寧讀過一本16世紀的中國經典小說，小說的主角是一只可以變身成為其他動物的猴子。顏寧很想知道如果自己也能變身會是什么感覺：“如果你能把自己縮小到分子或蛋白質的大小，那一定是個截然不同的世界。”她還記得自己這樣想道。現在，作為一名頂尖的結構生物學家，顏寧每天都生活在那個世界里，研究蛋白質在原子層面如何工作。她說：“我成為結構生物學家幾乎是命中注定的。”

　　顏寧在普林斯頓大學做了博士和博士后研究，并于2007年在清華大學設立了自己的實驗室。當時她30歲，是全中國最年輕的女性正教授之一。她致力于解析鑲嵌在細胞質膜上的蛋白質的結構，一個以難解而著稱的問題。

　　她的目標之一是人類葡萄糖轉運蛋白GLUT1——一種對向細胞提供能量至關重要的蛋白質。許多實驗室都試圖解析它的結構，但都未能成功，一部分原因是GLUT1很容易改變形狀。顏寧使用了一系列技巧來限制它的變化，最終成功結晶，并在2014年解析出了它的結構。

　　加州大學洛杉磯分校的生物化學家羅納德·卡巴克（Ronald Kaback）表示：“50多年來，人們一直在試圖結晶GLUT1，然后突然之間，她就得到了答案。”

　　顏寧還在接連不斷地做出發現，包括一系列備受關注的結構。大多數夜晚，她都會熬夜到凌晨兩三點，并翹掉晨會，好盡可能在實驗室多呆一會兒。與此同時，顏寧也成為了一位呼吁為女性和青年科學家提供更好條件的知名倡議者。

　　她對使用最新的技術，比如冷凍電子顯微鏡技術感到十分興奮。冷凍電子顯微鏡使研究者們得以在蛋白質的自然狀態下研究它們的細微結構，而不是以純化的晶體形式。顏寧說，在中國工作的優勢之一是從來不用擔心資金，并認為結構生物學在中國有光明的前景。“進步的空間是無窮的。”

　　一位基因編輯專家試圖通過改進重要農作物來實現自我價值

　　高彩霞：作物設計師

　　一開始，植物生物學家高彩霞對使用CRISPR–Cas9技術進行基因編輯有些猶豫。這一技術正在橫掃全世界的生物學實驗室。她的實驗室已經使用舊技術實現了82個基因的突變，轉用新技術的念頭讓人畏懼。“一開始，我遇到了一些阻力。”高彩霞說，“然后我們決定：無論如何，我們都得試試。”

　　在一年的緊張工作后，她在中國科學院遺傳與發育生物學研究所的實驗室第一個在農作物，特別是小麥和水稻上成功使用了這項簡潔的革命性基因編輯技術。(Q. Shan et al. Nature Biotechnol. 31,686–688； 2013) “如果我們在基因工程方面獲得了任何經驗的話，那就是必須靈活行事，適應日新月異的新技術。” 明尼蘇達大學的植物生物學家丹尼爾·沃伊塔斯（Daniel Voytas）說，“彩霞就有適應的能力。”

　　在她的整個職業生涯中，高彩霞一直都在適應新變化。上大學時，高彩霞本想學醫，但被分配到了農學專業。她說：“我對農學一點也不感興趣，但我的信條一直都是：只要干這一行，就要盡力而為。” 在完成關于草原生態學的博士研究后，高彩霞再次轉行，在丹麥羅斯基勒市的丹農種子公司（DLF）從事植物基因工程工作。

　　高彩霞需要找到將外來基因植入草中的方法。據DLF的研究總監克勞斯·尼爾森（Klaus Nielsen）表示，這項工作非常磨人。許多草類都難以改造，而且每一個物種——或者甚至同一物種內的基因變異型——都有可能需要特殊的生長條件組合。高彩霞以樂觀著稱，但有些時候，尼爾森也能看出她正備受煎熬。

　　即便如此，她仍然沒有放棄。“到最后，她能在顯微鏡下看到其他人都看不到的東西，”尼爾森說，“每一次，她都在做出突破。”

　　在高彩霞任職于DLF公司的12年里，她實現了一次又一次的突破——完成了對幾種性狀的基因改造，包括控制重要草種的開花時間。但歐洲對基因改造作物的懷疑讓她對自己的工作能否走出實驗室感到悲觀。“讓一種作物上市非常困難，到最后，工作本身也無法再激勵你了。” 這一點，以及讓自己的孩子回到中文和祖國文化環境的愿望讓她選擇了回國。

　　在北京，高彩霞解決了小麥基因編輯的難題。小麥的基因工程以高難度著稱，部分原因是許多小麥株系都是六倍體。很快，她就被認為是全世界最優秀的小麥基因工程專家了，沃伊塔斯說。

　　高彩霞對自己回國的決定感到很滿意。中國對資助農業研究的重視程度要高于歐洲。中國政府已經批準了幾種用更早的基因工程技術培育的作物，但在最近，審批的速度已經慢了下來。此外，中國也尚未決定如何監管基因編輯作物。

　　但高彩霞仍然對自己的一些成果進入市場感到樂觀。與此同時，她的實驗室培育的一種抗病小麥正在被一家美國公司進一步開發。作為一名樂觀主義者，高彩霞拒絕接受公眾對轉基因生物的恐懼。“如果我在大街上遇到了一些人，詢問他們（對轉基因生物的觀點），他們會說一點也不想要轉基因生物。我就會停下來教育他們。他們都大感驚訝。”

　　一位遺傳學家用古人類的遺骸改寫亞洲的史前史

　　付巧妹：基因組史學家

　　付巧妹說，當她在2009年來到德國馬克斯·普朗克演化人類學研究所攻讀古人類基因組學博士學位時，她的心情十分緊張。她在中國的碩士研究是關于早期農民的飲食的，并沒有古DNA、或者甚至基因組學方面的經驗。但付巧妹一頭扎進了自己的研究領域，并“成為了我們招收過的最出色的學生之一，”斯凡特?帕波（Svante P??bo），一位在這個位于德國萊比錫市的古基因組學研究中心工作的遺傳學家這樣說道。

　　在最近的20個月中，付巧妹在《自然》期刊上發表了三篇論文，幫助重新書寫了歐洲最早的現代人類的歷史。2016年1月，她回到中國，擔任中國科學院古脊椎動物與古人類研究所（以下簡稱古脊椎所）古DNA實驗室的主任。在那里，她希望能對亞洲先民的歷史掀起同樣的波瀾。

　　她加入帕波的團隊時，他們正在進行尼安德特人基因組序列草圖的收尾工作。“當時的壓力真的非常大，對我來說，那時有許多有意思的事情，也有許多嚇人的事情。”付巧妹說，“我在特別合適的時間來到了這個團隊。”她學會了如何從遠古骨骼中采集微量DNA樣本，并迅速掌握了演化遺傳學、生物信息學和計算機編程，以分析自己得到的數據。

　　很快，她的研究重心就轉移到了在離開非洲后定居歐亞大陸的早期現代人類身上，并開始收集和分析他們的骨骼和牙齒。她為有直接測年的最早的智人DNA測了序：利用來自西伯利亞有45000年歷史的一根股骨，，以及來自一位4萬年前男性的頜骨；該男性上溯4-6代人的祖先中就是尼安德特人。她的努力成果被匯集在了一項關于51位生活在14000年到37000年間的個體的研究中。該研究表明，冰河時期的歐洲比許多人此前認為的更為動蕩，一波波移民來到歐洲，并在歐洲范圍內遷徙，他們是現代歐洲人的祖先之一。

　　亞洲的早期歷史可能比歐洲更有戲劇性，因為在亞洲，一些遠古人類物種可能曾與現代人類共存，瑪麗婭?馬蒂農-多樂思（María Martinón-Torres）說。她是倫敦大學學院的一位古人類學家，目前在中國工作。付巧妹將會把自己的注意力轉向最早定居亞洲的智人：早在十萬年前，他們就可能已經到達亞洲了。她也想研究近至數千年前的亞洲歷史——古脊椎所還有大量古人類骨骼，還沒有做過DNA采集。

　　付巧妹經常被問到為什么離開西方回到中國。她回答說：“我對中國和東亞發生過什么很好奇；我覺得是時候回來了。”