顏寧：當(dāng)科學(xué)家是很幸福的事

梁偉

2019年9月21日，“2019年度求是獎(jiǎng)?lì)C獎(jiǎng)典禮”在清華大學(xué)舉行。2019年度“求是杰出科學(xué)家獎(jiǎng)”授予普林斯頓大學(xué)顏寧教授以及北京生命科學(xué)研究所/清華大學(xué)生物醫(yī)學(xué)交叉研究院邵峰研究員。

結(jié)構(gòu)生物學(xué)家顏寧主要致力于跨膜運(yùn)輸?shù)鞍椎慕Y(jié)構(gòu)與機(jī)理研究，在國際上首次揭示人源葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白、真核生物電壓門控鈉離子通道和鈣離子通道等一系列具有重要生理與病理意義跨膜蛋白的原子分辨率結(jié)構(gòu)，為理解相關(guān)疾病的致病機(jī)理及藥物開發(fā)提供了分子基礎(chǔ)。

“我喜歡自由的人生”

1996年，顏寧考入清華大學(xué)生物科學(xué)與技術(shù)系。當(dāng)全國的尖子生都成了自己同學(xué)的時(shí)候，顏寧有了壓力。大學(xué)第一個(gè)學(xué)期，顏寧總是做同一個(gè)夢——考試不及格被勸退。那樣的日子過得戰(zhàn)戰(zhàn)兢兢，期末考試，考高數(shù)時(shí)大腦一片空白，甚至平時(shí)倒背如流的基本公式卻怎么也想不起來，那一刻，她感覺“噩夢成真”了。當(dāng)成績公布的時(shí)候，“67分”！顏寧釋然了，發(fā)揮得那么糟糕都能及格，看來自己離勸退還是有距離的。

沒有了壓力，顏寧的成績也越來越優(yōu)秀，在課余，她的生活也極其精彩，攝影、國標(biāo)、游泳……她都有涉足。

大三的時(shí)候，機(jī)會(huì)來了，顏寧被分子生物物理與結(jié)構(gòu)生物學(xué)家饒子和帶到了自己的實(shí)驗(yàn)室，在這里，她愛上了做實(shí)驗(yàn)的感覺，在擺弄燒杯、試管、顯微鏡的過程中找到了無限的樂趣。大四時(shí)，她就獲得了諾和諾德中國制藥公司的獎(jiǎng)學(xué)金，同時(shí)也贏得了進(jìn)入該公司做畢業(yè)設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)。因?yàn)楸憩F(xiàn)出眾，顏寧還沒有畢業(yè)就收到了這家公司的offer，而且對方開出了優(yōu)厚的薪水，面對這令人羨慕的機(jī)會(huì)，顏寧卻搖了搖頭。她說：“我了解自己，我喜歡做實(shí)驗(yàn)時(shí)的專注，但肯定受不了公司里朝九晚五的生活。因?yàn)槲蚁矚g自由的人生?！?/p>

2000年，時(shí)任美國普林斯頓大學(xué)分子生物學(xué)系助理教授的施一公回清華作報(bào)告，作為當(dāng)年負(fù)責(zé)面試亞洲學(xué)生的“面試官”，他向清華學(xué)子們推介著普林斯頓大學(xué)。

那時(shí)候的顏寧也在考慮出國，去看看外面的世界，也看看國外的科研環(huán)境，于是她給施一公寫了一封很“拽”的信，信的結(jié)尾說：“我在各方面都很出色，我想把時(shí)間花在更有價(jià)值的地方。申請出國很浪費(fèi)時(shí)間，如果普林斯頓大學(xué)錄取我，我就不再花精力申請別的學(xué)?！?/p>

初生牛犢不怕虎，她的信成功“震懾”住了施一公，施一公遠(yuǎn)程電話面試了她。這封信和她優(yōu)秀的個(gè)人實(shí)力使她成功拿到了普林斯頓的offer，也打開了科研工作的一扇大門。

2000年，顏寧來到普林斯頓大學(xué)繼續(xù)攻讀分子生物學(xué)博士。在導(dǎo)師施一公的帶領(lǐng)下，顏寧開始研究起腫瘤發(fā)生和細(xì)胞凋亡的分子調(diào)控機(jī)制來，她喜歡攻克課題的快感，沉醉在做實(shí)驗(yàn)的快樂中。

四年后，她獲得普林斯頓大學(xué)分子生物學(xué)博士學(xué)位。就在她準(zhǔn)備繼續(xù)深造的時(shí)候，她所在的實(shí)驗(yàn)室決定研究膜蛋白。要知道，這可是學(xué)術(shù)界公認(rèn)的難題，很多研究者不敢輕易涉足，但這個(gè)命題卻深深吸引著顏寧，因?yàn)樗肋@項(xiàng)研究背后的意義——如果真的能做出成果，人類在攻克癌癥的道路上就往前跨了一大步。于是，她又做出了一個(gè)讓別人看不懂的決定——放棄攻讀博士后，去新的實(shí)驗(yàn)小組。

就這樣，顏寧帶領(lǐng)著師弟師妹們做出了第一個(gè)膜蛋白結(jié)構(gòu)模型，讓很多科研人員有些吃驚。在這之后，顏寧回國探親，回到母校清華大學(xué)，偶遇大學(xué)時(shí)的系主任、醫(yī)學(xué)院常務(wù)副院長趙南明。趙南明表示：“要是你能回來任教就好了，現(xiàn)在咱們國家急需你這樣有想法的年輕人?！边@一番話讓她突然覺得，自己應(yīng)該做點(diǎn)什么，為母校做點(diǎn)什么，為國家做點(diǎn)什么。于是她毅然決然選擇了回國。

“學(xué)術(shù)女神”是這樣煉成的

2007年10月，顏寧回到清華，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，帶領(lǐng)著她的團(tuán)隊(duì)開始了她的膜蛋白研究之路。

“剛建實(shí)驗(yàn)室的時(shí)候，我都快瘋掉了?！鳖亴幷f，裝實(shí)驗(yàn)臺(tái)、訂購儀器試劑、手把手教學(xué)生做實(shí)驗(yàn)……曲折之多，進(jìn)展之慢，讓急性子的她直抓狂：“大約有半年我都異常焦慮，后來步入正軌后，就順暢得多了，感覺做實(shí)驗(yàn)跟國外沒什么區(qū)別?！?/p>

2009年，顏寧的研究成果被美國《科學(xué)》雜志評選為年度十大科學(xué)進(jìn)展；一年后，顏寧團(tuán)隊(duì)解析了大腸桿菌中巖藻糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白FucP的晶體結(jié)構(gòu)；2012年，成果再次入選《科學(xué)》年度十大科學(xué)進(jìn)展；2014年，首次獲得人源葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白GLUT1的晶體結(jié)構(gòu)，在英國《自然》雜志上發(fā)表了人類有望“餓死”癌細(xì)胞的研究成果，鼓舞了許多患者和研究者；2015年，獲得塞克勒國際生物物理獎(jiǎng)、國際蛋白質(zhì)學(xué)會(huì)青年科學(xué)家獎(jiǎng)……

2017年2月10日，顏寧研究組在《科學(xué)》（Science）在線發(fā)表了題為《真核生物電壓門控鈉離子通道的近原子分辨率三維結(jié)構(gòu)》（Structure of a eukaryotic voltage-gated sodium channel at near atomic resolution）的研究長文，在世界上首次報(bào)道了真核生物電壓門控鈉離子通道（以下簡稱“鈉通道”）的3.8？分辨率的冷凍電鏡結(jié)構(gòu)，為理解其作用機(jī)制和相關(guān)疾病致病機(jī)理奠定了基礎(chǔ)。

可以說，顏寧研究組成功地克服了層層瓶頸，獲得了性質(zhì)良好的蛋白樣品，并利用單顆粒冷凍電鏡的方法，重構(gòu)出了可以清晰分辨絕大多數(shù)側(cè)鏈的真核生物鈉離子通道（命名為NavPaS）的三維結(jié)構(gòu)。他們利用電鏡技術(shù)，但是反其道而行之，放棄了對于大分子量蛋白的追求，而利用序列分析選取長度最短的真核鈉離子通道，成功利用重組技術(shù)獲得了表達(dá)量較高、性質(zhì)穩(wěn)定均一的美洲蟑螂（電生理重要模式生物之一）的鈉通道蛋白。該結(jié)構(gòu)的解析為理解鈉通道的離子選擇性、電壓依賴的激活與失活特性、配體抑制機(jī)理提供了重要的分子基礎(chǔ)，為解釋過去60多年的大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)提供了結(jié)構(gòu)模板，并為基于結(jié)構(gòu)的分子配體開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。

2017年4月，就在顏寧在清華的地位和聲望越來越高的時(shí)候，她做了個(gè)讓很多人無法理解的決定——離開待了10年的清華大學(xué)，遠(yuǎn)赴美國普林斯頓大學(xué)分子生物學(xué)系擔(dān)任教授。一時(shí)間，外界猜測如潮水而至，其實(shí)轉(zhuǎn)身離開，她只是擔(dān)心自己在一個(gè)環(huán)境里待久了，會(huì)故步自封不自知，哪里想到卻被人推上爭議的風(fēng)口浪尖。

喜歡自由人生的顏寧依舊告別了國內(nèi)的爭議，再次來到熟悉的普林斯頓，只不過，這一次，是以教授和博導(dǎo)的身份。到了國外，面對全新的挑戰(zhàn)，顏寧從未退縮。2019年，她拿下“魏茲曼女性與科學(xué)獎(jiǎng)”，之后，她又成了美國國家科學(xué)院外籍院士。

科學(xué)研究只有第一沒有第二，顏寧始終有種時(shí)不我待的緊迫感。她每天差不多能有14個(gè)小時(shí)“宅”在實(shí)驗(yàn)室里；如果在攻堅(jiān)階段，她甚至可以工作到凌晨五六點(diǎn)。

“做科學(xué)研究，如果你說可以不勞而獲，一鳴驚人，真的沒有嗎？可能有，但是背后肯定離不開勤奮，在艱難的時(shí)候，需要非常嚴(yán)謹(jǐn)?shù)厝ニ伎迹梢宰屇銖U寢忘食，這些都是我經(jīng)歷過的。當(dāng)然，走心了之后或許會(huì)有靈光乍現(xiàn)的感覺。我做學(xué)生時(shí)做實(shí)驗(yàn)，有時(shí)不按常理出牌的，但還是做出來了。但是這中間已經(jīng)付出了很多努力，要知道你沒有走到那里的時(shí)候，自然不會(huì)有你想要的結(jié)果?！鳖亴幷f。