????差不多每天14個小時“宅”在實驗室里，破解膜蛋白的奧秘
顏寧：享受科學(xué)之美
????顏寧：清華大學(xué)生涯。(圖片來源：人民日報)
“普林斯頓真是太美了！”顏寧眼里直放光，“那里保留了大片的森林，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，夕陽下的湖面波光閃閃，成群的野鴨在暮色中飛翔……有時竟然看得熱淚盈眶！”
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，經(jīng)典論文甚至課本里的很多東西就是他們親自做出來的。他們能把每個科學(xué)發(fā)現(xiàn)講得像歷史故事一樣引人入勝，會讓你覺得：哇！原來做生物這么好玩！”
讓顏寧難以忘懷的，還有普林斯頓的一對教授夫婦，都是美國科學(xué)院院士，丈夫還是1995年的諾獎得主。
“我是個夜貓子，很多時候晚上11點了，還看見他們夫婦在各自的實驗室觀察顯微鏡下的果蠅，那種淡定從容、簡單執(zhí)著讓人感動。我覺得自己將來就是要這個樣子，很簡單地做自己喜歡的研究。”顏寧說。
在三個實驗室輪轉(zhuǎn)一年之后，顏寧到施一公的實驗室做博士論文，先是從事抗腫瘤方面的研究；2005年繼續(xù)做博士后，轉(zhuǎn)型到膜蛋白研究。“一公常常說：不要整天想著柴米油鹽，只要你現(xiàn)在努力做到最好，未來的路就會越走越寬，根本不用為找工作發(fā)愁。實驗上遇到苦惱，和他談過之后，你就覺得自己好像很行，肯定能成功。最后還真的沒有失敗。”
在施一公的指導(dǎo)下，顏寧做得順風(fēng)順?biāo)?004年12月，她順利通過博士答辯，并獲得2005年度《科學(xué)》雜志和通用電氣醫(yī)療評選的北美地區(qū)“青年科學(xué)家獎”；2006年10月，她帶兩個師弟師妹僅用一年多的時間，就做出了實驗室的第一個膜蛋白結(jié)構(gòu)。
探尋膜蛋白生理奧秘
2007年10月，受清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院創(chuàng)辦者趙南明教授之邀，結(jié)束博士后研究的顏寧回到母校，建立了自己的實驗室，帶領(lǐng)幾名本科生和低年級博士生，向膜蛋白這個充滿挑戰(zhàn)的前沿領(lǐng)域進(jìn)發(fā)。
“細(xì)胞是最基本的生命單元，細(xì)胞內(nèi)還包括具有特定結(jié)構(gòu)和功能的細(xì)胞器，如線粒體、葉綠體等。”顏寧解釋說，細(xì)胞和細(xì)胞器是由周圍包裹著的生物膜界定的，這層薄膜主要由鑲嵌了蛋白質(zhì)分子的磷脂雙分子層組成。脂質(zhì)雙分子層在細(xì)胞或細(xì)胞器周圍形成一道疏水屏障，將其與周圍環(huán)境隔離起來，糖、氨基酸、離子、藥物等大部分的親水性化合物要想通過這道疏水屏障，都必須依靠一類特異膜蛋白膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（包括通道蛋白）的介導(dǎo)。
“因此，轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白在營養(yǎng)物質(zhì)攝取、代謝產(chǎn)物釋放以及信號轉(zhuǎn)導(dǎo)等細(xì)胞活動中起著重要作用，大量疾病都與轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白功能失常有關(guān)；在藥物研制中，轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白還是諸如抗抑郁劑、止痛劑等許多藥物的直接靶點。我們的研究，就是用結(jié)構(gòu)生物學(xué)等各種生物物理和生物化學(xué)方法，解析轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的分子結(jié)構(gòu)和工作機(jī)理，揭開微觀生命活動的奧妙。”
“剛開始建實驗室的時候，我都快瘋掉了。”顏寧笑著說，那時候真是“白手起家”：裝實驗臺、訂購儀器試劑、手把手教學(xué)生做實驗……其曲折之多、進(jìn)展之慢，讓急性子的她直抓狂。“大約有半年的時間我都異常焦慮，后來一切步入正軌后，就順暢得多了，感覺做實驗跟國外沒什么區(qū)別。”
“跟國外沒什么區(qū)別”的，還有科研上的高產(chǎn)。自2007年至今，顏寧實驗室或獨(dú)立或合作，在《自然》、《科學(xué)》、《細(xì)胞》等三大頂尖學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表論文5篇，解析了5個新型的膜蛋白結(jié)構(gòu)，初步揭示了它們的功能機(jī)理，取得了一系列突破性進(jìn)展。其速度之快、水平之高，令國內(nèi)外同行刮目相看。2009年，她與施一公實驗室合作在《自然》發(fā)表論文，闡述了甲酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的三維結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)了類似水通道的膜蛋白的存在形式。
同年，她在《自然》子刊上發(fā)表了關(guān)于植物激素脫落酸受體PYL蛋白的結(jié)構(gòu)及其生物學(xué)機(jī)制；這一發(fā)現(xiàn)與同年歐美、日本的同類研究成果一起入選《科學(xué)》雜志評選的“2009年科學(xué)十大進(jìn)展”。
2010年、2011年，顏寧領(lǐng)導(dǎo)的科研小組，在《自然》發(fā)表2篇論文，分別揭示巖藻糖和尿嘧啶兩種營養(yǎng)物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的晶體結(jié)構(gòu)，為質(zhì)子共轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的結(jié)構(gòu)和機(jī)理研究做出了重要突破。
2012年1月，顏寧與施一公、美國普渡大學(xué)朱健康教授合作，在《科學(xué)》發(fā)表論文，揭示了轉(zhuǎn)錄激活因子樣效應(yīng)蛋白（TALE）特異識別DNA的分子機(jī)理。
“這一發(fā)現(xiàn)非常讓人激動！”顏寧的興奮之情溢于言表，“之前我們一直在做非常基礎(chǔ)層面的研究，距離實際應(yīng)用比較遠(yuǎn)，但這次的發(fā)現(xiàn)具有廣闊的應(yīng)用前景。”
顏寧解釋說，“TALE是一種植物病菌進(jìn)入宿主細(xì)胞的受體蛋白，它的結(jié)構(gòu)不僅漂亮，而且非常特別：如果把它的某個特定位置的一個氨基酸變一變，它就能識別不同的DNA堿基。也就是說，這個蛋白與DNA序列有特異的對應(yīng)關(guān)系。這類蛋白對治療重大疾病提供了新的工具。比如艾滋病病毒，它進(jìn)入人體細(xì)胞是需要受體蛋白的，如果能把某個特異受體蛋白的基因敲除掉，這個細(xì)胞就可以免受病毒的感染TALE為基因敲除提供了更為特異和便捷的手段。”
做科研真的很享受
2010年8月，清華大學(xué)聘請國際同行對生物醫(yī)學(xué)研究方向進(jìn)行評估，年輕教授顏寧給他們留下深刻印象：“無論以哪個標(biāo)準(zhǔn)衡量，她已位居世界最優(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。”
如此驕人的成績是如何取得的？
“最重要的還是專心、專注。”顏寧說，每天除了回家吃飯、睡覺，她差不多能有14個小時“宅”在實驗室里，到了緊張的攻堅階段，干脆不分黑白連軸轉(zhuǎn)，“宅”在實驗樓不出來。
“這樣的生活不苦嗎？”
“別人老問我苦不苦，其實只要是你著迷的事情，怎么會覺得苦？”她說，“所謂苦，就是不得已做你不想做的事唄。別人可能會覺得做實驗、寫論文很枯燥，但我自己樂在其中。就像有些人打游戲上癮似的，著迷嘛。”
在顏寧看來，做科研跟藝術(shù)創(chuàng)作一樣，是很美妙、很激動人心的事：“當(dāng)你把細(xì)胞里那些只有幾個到幾十納米大小的蛋白質(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，你總?cè)滩蛔∫袊@大自然的聰明！很多時候，她的精妙設(shè)計遠(yuǎn)遠(yuǎn)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。”
讓顏寧著迷的另一個原因，就是做科研時的簡單、輕松、自由。“做科研會讓你身心都很輕松，喜怒哀樂都變得特別簡單。在實驗室里我的腦子很輕松，不用去想任何其他的東西。你會感覺到，這個世界就是你的，就看你的思維有多廣闊，能走到哪個地方，沒有其他任何限制。總之，是一種挺美好的感覺。”
還要繼續(xù)“宅”下去
在外人眼里，顏寧已經(jīng)做得相當(dāng)不錯，但她自己并不滿足。“細(xì)菌膜蛋白已不能激發(fā)自己的成就感，現(xiàn)在我正帶領(lǐng)實驗室研究與人類健康有更密切關(guān)系的哺乳動物膜蛋白。做真核膜蛋白技術(shù)上的難度更大，很有挑戰(zhàn)性，并且對于疾病研究、制藥等有更直接的意義。”
至于未來的奮斗目標(biāo)，她的答案是：不再與同行“撞車”。“這幾年基本上是在與國際同行賽跑。什么時候你能自己開辟一個新領(lǐng)域，不跟人‘撞車’了，就說明你真的是獨(dú)樹一幟、遙遙領(lǐng)先了。”
“現(xiàn)在的精力已大不如以前。”愛說愛笑的顏寧有緊迫感，“我剛回國的前兩年熬夜是家常便飯，但現(xiàn)在熬一次夜需要兩三天才能緩過來。也許做科研的黃金時間可能就那么幾年，所以還要繼續(xù)‘宅’下去，把好鋼用在刀刃上。”（記者趙永新）
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(編輯:童言)
