關(guān)于顏寧的科研故事

　　近日在北京舉行的第九屆“中國(guó)青年女科學(xué)家獎(jiǎng)”頒獎(jiǎng)典禮上,來自全國(guó)5個(gè)省市及香港特別行政區(qū)的10位青年女科學(xué)家獲此殊榮。其中,年僅35歲的山東人顏寧因?yàn)樵诮Y(jié)構(gòu)生物學(xué)領(lǐng)域作出的重要貢獻(xiàn)而榜上有名。

陰差陽(yáng)錯(cuò)走上科研之路

　　穿著隨意、說話隨心、做事隨性,面對(duì)灑脫率真、活潑快樂的顏寧,記者很難把她與“清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院教授”、“國(guó)際青年科學(xué)家”這些身份和名頭聯(lián)系到一起。20xx年10月,不滿30歲的她被聘為清華大學(xué)最年輕的教授、博導(dǎo);20xx年1月,她從全球18個(gè)國(guó)家和地區(qū)的760名申請(qǐng)者中脫穎而出,成為28位“霍華德·休斯首屆國(guó)際青年科學(xué)家獎(jiǎng)”得主之一。

　　其實(shí),最初走上自然科學(xué)探索之路,對(duì)顏寧來說多少有點(diǎn)陰差陽(yáng)錯(cuò)。“上高中時(shí)我更喜歡文科,于是在文理分班時(shí)自己選擇了進(jìn)文科班。但我的班主任老師堅(jiān)持認(rèn)為,成績(jī)?nèi)�年�?jí)第一的學(xué)生當(dāng)然要學(xué)數(shù)理化,就毅然決然地把我拉到理科班。”可以說,沒有當(dāng)時(shí)“獨(dú)斷”的“伯樂”,也就不會(huì)有今天在生物領(lǐng)域如此出色的顏寧。

　　對(duì)顏寧影響最大的母校有兩個(gè)——清華大學(xué)和普林斯頓大學(xué)。在清華,顏寧度過了豐富多彩的4年:不僅保持了學(xué)業(yè)的優(yōu)秀,還擔(dān)任過生物系學(xué)生會(huì)主席,組織了許多課外活動(dòng),培養(yǎng)了游泳、國(guó)標(biāo)舞、乒乓球等業(yè)余愛好,在學(xué)與玩中忙得不亦樂乎。

　　決定顏寧科研道路的,是從20xx年8月起在美國(guó)普林斯頓大學(xué)的7年留學(xué)生涯。她師從施一公教授進(jìn)行了博士和博士后階段的研究,進(jìn)而對(duì)微觀世界下的生命過程產(chǎn)生了極為濃厚的興趣,也生成了在科學(xué)領(lǐng)域飛翔的彩色翅膀。

　　“普林斯頓太美了,校園本身就像一座州立公園,曾被評(píng)為美國(guó)最漂亮的校園之一。”提起這座常青藤名校,顏寧眼里放光,“那里是一個(gè)大學(xué)城,學(xué)校沒有圍墻,保留了大片的森林,還有一條運(yùn)河。秋日的黃昏憑窗望去,周圍是紅色、金色、紫色的樹,夕陽(yáng)下的湖面波光閃閃,成群的野鴨在暮色中飛翔,松鼠、野兔與小鹿隨處可見,有時(shí)竟會(huì)看得熱淚盈眶。”

　　除了自然之美,顏寧更領(lǐng)略了科學(xué)之美。“給我們上課的大都是成就卓著的科學(xué)家,院士,甚至諾貝爾獎(jiǎng)獲得者,經(jīng)典論文以及課本里的很多東西就是他們的研究成果。他們能把每個(gè)科學(xué)發(fā)現(xiàn)講得像歷史故事一樣引人入勝,會(huì)讓你覺得,‘哇,原來學(xué)生物可以這么好玩!’”

　　讓顏寧難以忘懷的,還有普林斯頓的一對(duì)教授夫婦,都是美國(guó)科學(xué)院院士,丈夫還是1995年的諾獎(jiǎng)得主。“我是個(gè)夜貓子,很多時(shí)候晚上11點(diǎn)了,還看見他們夫婦在各自的實(shí)驗(yàn)室觀察顯微鏡下的果蠅,那種淡定從容、簡(jiǎn)單執(zhí)著讓我感動(dòng)。我覺得自己將來就是要這個(gè)樣子,很簡(jiǎn)單地作自己喜歡的研究。”顏寧說。

致力于解讀膜蛋白密碼

　　20xx年,不到30歲的顏寧回到清華大學(xué),成為該校最年輕的教授、博導(dǎo),她在醫(yī)學(xué)院獨(dú)立建設(shè)并領(lǐng)導(dǎo)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)室,開始了她的獨(dú)立研究之路。此前7年,顏寧在普林斯頓大學(xué)一直致力于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)研究,正因?yàn)檫@段經(jīng)歷,她決定向結(jié)構(gòu)生物學(xué)中最難的領(lǐng)域——膜蛋白(即細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì))“開炮”。

　　“人體的遺傳靠的是DNA,而各種功能的實(shí)現(xiàn)則要靠蛋白質(zhì)。如果說DNA決定了一部機(jī)器是汽車而不是馬車,那么實(shí)現(xiàn)這部機(jī)器功能的發(fā)動(dòng)機(jī)、輪子和方向盤就是蛋白質(zhì)。”顏寧告訴記者,人得病是某種蛋白質(zhì)出了問題,通過解析膜蛋白結(jié)構(gòu),就能明確知道是哪里出了問題,進(jìn)而著手研究修復(fù)的辦法,最終達(dá)成治病的目的。

　　在人類基因組的2萬多個(gè)基因中,約有30%編碼的是膜蛋白;而在FDA批準(zhǔn)上市的藥物中,一半以上以膜蛋白為作用目標(biāo)。很多基礎(chǔ)生命活動(dòng),都需要膜蛋白的參與:作為“載體”幫助營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)分子完成跨膜轉(zhuǎn)運(yùn);作為“受體”,幫助傳導(dǎo)各種細(xì)胞信號(hào);作為“通道”,精細(xì)調(diào)控小分子與離子在細(xì)胞膜兩側(cè)的濃度。

　　然而,對(duì)于數(shù)量如此龐大、功能如此重要的膜蛋白,科學(xué)家對(duì)它們的精微結(jié)構(gòu)和工作機(jī)理卻一直知之甚少�？茖W(xué)家絕非對(duì)膜蛋白視而不見。相反,世界范圍內(nèi)有許多研究膜蛋白結(jié)構(gòu)的科研小組,但由于膜蛋白不容易提取、提純等問題,這些小組要么長(zhǎng)期艱難跋涉,要么中途改弦易轍。當(dāng)然,也有極少數(shù)團(tuán)隊(duì)能有斬獲,顏寧領(lǐng)導(dǎo)的研究小組,就是其中的杰出代表。回國(guó)前,顏寧計(jì)劃用3至6年研究出一個(gè)膜蛋白結(jié)構(gòu),而如今,她的科研團(tuán)隊(duì)用了不到5年時(shí)間,就成功解析了5個(gè)重要膜蛋白的結(jié)構(gòu),并初步揭示其工作機(jī)理。

　　“大家在科研領(lǐng)域的出色表現(xiàn)向世界證明,在中國(guó)同樣能取得一流的研究成果,有些成果甚至比海外實(shí)現(xiàn)得更快更好。”這是顏寧的目標(biāo),也是不斷激勵(lì)著她在科研這條路上不斷挑戰(zhàn)、不斷創(chuàng)新、一路前進(jìn)的動(dòng)力。

　　20xx年8月,清華大學(xué)曾聘請(qǐng)國(guó)際評(píng)估小組對(duì)其生物醫(yī)學(xué)研究方向進(jìn)行評(píng)估,年輕教授顏寧給他們留下深刻印象:“無論以哪個(gè)標(biāo)準(zhǔn)衡量,顏寧博士已位居世界最優(yōu)秀的年輕結(jié)構(gòu)生物學(xué)家之列。”“未來5年到10年,她將是杰出青年女性科學(xué)家的榜樣。”

搞科研要能耐得住“宅”

　　短短5年,從“白手起家”到連續(xù)突破,似乎幸運(yùn)之神一直眷顧著顏寧。當(dāng)回顧這段“充滿運(yùn)氣”的經(jīng)歷時(shí),顏寧坦言:“最關(guān)鍵的是不畏艱難。其實(shí)現(xiàn)在想想,很多人覺得膜蛋白難,可能是最開始就被嚇住了,沒人敢去做。”確實(shí),只有不畏艱難,才有可能創(chuàng)造卓越,顏寧和她的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)證明了這一點(diǎn)。

　　“論才智我可能不是最好的,但我覺得搞科研最重要的還是專注,也就是要能耐得住‘宅’。”顏寧說,每天除了回家吃飯、睡覺,她差不多能有14個(gè)小時(shí)“宅”在實(shí)驗(yàn)室里,到了緊張的攻堅(jiān)階段,干脆不分黑白連軸轉(zhuǎn),“宅”在實(shí)驗(yàn)樓不出來。

　　這種高強(qiáng)度的研究工作,如果不是因?yàn)橛信d趣、從內(nèi)心里喜歡科學(xué),很難做到。“別人老問我這樣的生活苦不苦,其實(shí)只要是你著迷的事情,怎么會(huì)覺得苦?”她說,“所謂苦,就是不得已做你不想做的事。別人可能會(huì)覺得作實(shí)驗(yàn)、寫論文很枯燥,但我樂在其中。就像有些人打游戲上癮似的,會(huì)著迷。”

　　在清華大學(xué)結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究中心走廊的墻壁上,掛著顏寧和學(xué)生們幾幅洋溢著想象力的“畫作”:在八聚體的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)上,她描上了中國(guó)的太極八卦圖,兩幅圖在分布和線條上不謀而合,使研究?jī)?nèi)容“細(xì)胞凋亡體”與古老的哲學(xué)命題渾然一體;以上下翻飛的蝴蝶做背景,與蛋白的α螺旋結(jié)構(gòu)交相輝映,旁邊配上沾著露珠的小草,引人無限遐想。而在給NAT家族蛋白代表UraA繪制其轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制示意圖的時(shí)候,她給學(xué)生隆重地推出了“板磚悶棍”模型——核心結(jié)構(gòu)域就是“板磚”,門控結(jié)構(gòu)域就是“悶棍”,聽起來很是詼諧,但是仔細(xì)想想也不無道理,十分形象。聊起此圖來,顏寧也是忍俊不禁。

　　顏寧說,如果不是走上了生物學(xué)這條研究道路,自己很有可能去從事設(shè)計(jì)或者寫作。在她看來,做科研跟藝術(shù)創(chuàng)作一樣,是很美妙、很激動(dòng)人心的事,那些在旁人看來枯燥無趣的膜蛋白結(jié)構(gòu),仿佛都有著神奇的生命力:“大家都知道DNA是雙螺旋結(jié)構(gòu),而蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)是多種多樣的,當(dāng)你把細(xì)胞里那些只有幾個(gè)到幾十個(gè)納米大小的蛋白質(zhì)分子解析出其原子分辨率的結(jié)構(gòu),在電腦上放大幾億倍之后,清清楚楚地看到這些美麗的構(gòu)造如何行使復(fù)雜的功能,你就會(huì)忍不住要感嘆大自然的神奇。

　　很多時(shí)候,大自然的精妙設(shè)計(jì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了我們的想象。而你是世界上第一個(gè)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。”

　　“科學(xué)培養(yǎng)了我與眾不同的審美觀。”顏寧認(rèn)為,“科學(xué)的美在于你第一個(gè)發(fā)現(xiàn)了大自然的奧秘,科學(xué)的魅力在于你是知識(shí)的創(chuàng)造者。”而愛上了膜蛋白這個(gè)神秘而美麗的世界,或許就是她樂此不疲地工作著的重要原因。

　　讓顏寧著迷的另一個(gè)原因,就是作科研時(shí)的簡(jiǎn)單、輕松、自由。“作科研會(huì)讓你身心都很輕松,喜怒哀樂都變得特別簡(jiǎn)單。在實(shí)驗(yàn)室里我的腦子很輕松,不用去想任何其他的東西。你會(huì)感覺到,這個(gè)世界就是你的,就看你的思維有多廣闊,能走到哪個(gè)地方,沒有其他任何限制。”

最看重學(xué)生的提問能力

　　“這些年,我的實(shí)驗(yàn)室積累了大量作膜蛋白的經(jīng)驗(yàn),更重要的是,培養(yǎng)了一批也熱愛鉆研膜蛋白結(jié)構(gòu)生物學(xué)的年輕人。愛思考、能提問,是我對(duì)學(xué)生的最起碼的要求。”顏寧解釋說,對(duì)于提問的重要性,愛因斯坦曾有一個(gè)著名的論述,“提出一個(gè)問題往往比解決一個(gè)問題更重要”,因?yàn)榻鉀Q一個(gè)問題也許是一個(gè)數(shù)學(xué)上或?qū)嶒?yàn)上的技能而已;而提出新的問題,新的可能性,從新的角度去看舊的問題,卻需要有創(chuàng)造性的想象力,這標(biāo)志著科學(xué)的真正進(jìn)步。

　　顏寧對(duì)記者說,清華大學(xué)教育研究院曾經(jīng)發(fā)布的一份研究報(bào)告表明,和美國(guó)的研究型大學(xué)相比,我國(guó)高校的學(xué)生表現(xiàn)最差的就是“課堂提問或參與討論”:在“課上提問或參與討論”題項(xiàng)上,選擇“從未”的中國(guó)學(xué)生超過20%,只有10%的學(xué)生選擇“經(jīng)常”;而美國(guó)大學(xué)生作出這兩項(xiàng)選擇的占比分別是3%和63%。

　　為什么會(huì)這樣呢?顏寧認(rèn)為根源在填鴨式教育,或者說是聽話式教育。從孩子剛懂事時(shí)起,他們聽到家長(zhǎng)說得最多的一句話,恐怕非“聽話”莫屬。而貫穿幼兒園和小、中學(xué)的填鴨式教育,更強(qiáng)化了孩子們的聽話意識(shí),絕大多數(shù)教師不鼓勵(lì)孩子質(zhì)疑、提問,他們對(duì)孩子的最大要求,是“背”,是記住標(biāo)準(zhǔn)答案。填鴨式教育的惡果,是學(xué)生們喪失了提問、質(zhì)疑的思維和能力,喪失了創(chuàng)新所需要的想象力和創(chuàng)造力。沒有了想象力和創(chuàng)造力,哪里談什么創(chuàng)新,談什么創(chuàng)意?

　　顏寧要求學(xué)生平時(shí)不僅要跟自己爭(zhēng)論學(xué)術(shù)問題,還鼓勵(lì)他們?cè)趪?guó)際會(huì)議上勇于向?qū)W術(shù)權(quán)威發(fā)問:“之所以這么做,不是為了爭(zhēng)面子、出風(fēng)頭,而是有感于我們的學(xué)生會(huì)做的多,會(huì)說的少。‘行勝于言’不代表不會(huì)言,所以要抓住各種機(jī)會(huì)訓(xùn)練自己的表達(dá)、交流能力,慢慢這其中的益處就顯現(xiàn)出來了。”

　　20xx年4月和5月,在清華大學(xué)和蘇州分別有兩個(gè)高級(jí)別的國(guó)際會(huì)議,顏寧帶她的弟子們悉數(shù)參加。早在會(huì)議召開之前,顏寧就“惡狠狠”地警告學(xué)生,會(huì)認(rèn)真記錄誰在會(huì)上提問了,誰在休息時(shí)間和作演講的科學(xué)家們交流了,表現(xiàn)好的有獎(jiǎng),“悶葫蘆”就等著挨批吧。

　　在顏寧的激勵(lì)下,同學(xué)們表現(xiàn)不俗,每個(gè)學(xué)生都問了至少一個(gè)問題,其中不乏精彩者。一位來自美國(guó)的教授會(huì)后對(duì)顏寧說:“我以為中國(guó)的學(xué)生很內(nèi)向,可他們好像比美國(guó)學(xué)生還敢提問。”

每年爬泰山考量體力

　　“在曲阜,孔子的弟子顏回是有顏廟的。據(jù)家譜記載,我是顏家第七十七代。所以說無論走到哪里,從根兒上我都是山東人。”顏寧出生在山東萊蕪,父母都曾是鋼鐵廠的職工,回憶起童年,她覺得彌足珍貴,“那時(shí)候無憂無慮,因?yàn)殇撹F廠周邊是山野鄉(xiāng)村,所以會(huì)和小伙伴們用地瓜秧做項(xiàng)鏈,也曾在田野里遇到蛇嚇個(gè)半死,在與大自然的親近中,也對(duì)大自然產(chǎn)生了好奇心和想象力。”

　　在顏寧6歲時(shí),因父母工作調(diào)動(dòng)而舉家遷到北京,但直到現(xiàn)在,她還保留有山東人的生活習(xí)慣,喜歡吃山東煎餅、萊蕪香腸,難忘家鄉(xiāng)的味道。

　　“現(xiàn)在我的實(shí)驗(yàn)室里就有很多學(xué)生是來自山東的老鄉(xiāng),我有相當(dāng)多的成果也是和他們一起做出來的。希望今后可以和家鄉(xiāng)的高校有學(xué)術(shù)交流,更希望有機(jī)會(huì)能回我父母的母校章丘七中看看,和那里的孩子聊一聊我的成長(zhǎng)經(jīng)歷和學(xué)習(xí)心得。”顏寧真切地說。

　　“其實(shí),我每年都會(huì)組織我實(shí)驗(yàn)室的全體人員回山東爬一次泰山。搞科研也需要一個(gè)好的體魄,爬泰山既當(dāng)是休閑放松的出游,又是對(duì)體力、毅力的一次很好的考量。”顏寧坦言,感覺現(xiàn)在的精力已經(jīng)不如以前。在普林斯頓時(shí),通宵達(dá)旦作實(shí)驗(yàn)是家常便飯�，F(xiàn)在熬夜工作24小時(shí)之后,要兩三天才能緩過勁兒來。“這讓我有了緊迫感,覺得自己真正作研究的黃金時(shí)間可能只有這么幾年,所以一定要讓自己繼續(xù)專心致志地‘宅’在實(shí)驗(yàn)室里。”

　　顏寧一直追求著自由的生活,享受在實(shí)驗(yàn)室里自己做主的工作,在乎探索科學(xué)之美。正如她在自己的博客中引用莊子的那句話,“舉世譽(yù)之而不加勸,舉世非之而不加沮,定乎內(nèi)外之分,辯乎榮辱之境,斯已矣。”也許,正是這種輕松平和的心態(tài)幫助她在科學(xué)之峰上漸攀漸高。