关于颜宁的科研故事

导语：2017年5月7日从清华大学证实，颜宁已接受美国普林斯顿大学邀请，受聘该校分子生物学系雪莉·蒂尔曼终身讲席教授的职位，将于近期前往就任该教职。下面是本站小编为大家整理的人物故事，欢迎阅读与借鉴，谢谢!

近日在北京举行的第九届“中国青年女科学家奖”颁奖典礼上,来自全国5个省市及香港特别行政区的10位青年女科学家获此殊荣。其中,年仅35岁的山东人颜宁因为在结构生物学领域作出的重要贡献而榜上有名。

阴差阳错走上科研之路

穿着随意、说话随心、做事随性,面对洒脱率真、活泼快乐的颜宁,记者很难把她与“清华大学医学院教授”、“国际青年科学家”这些身份和名头联系到一起。2007年10月,不满30岁的她被聘为清华大学最年轻的教授、博导;2012年1月,她从全球18个国家和地区的760名申请者中脱颖而出,成为28位“霍华德·休斯首届国际青年科学家奖”得主之一。

其实,最初走上自然科学探索之路,对颜宁来说多少有点阴差阳错。“上高中时我更喜欢文科,于是在文理分班时自己选择了进文科班。但我的班主任老师坚持认为,成绩全年级第一的学生当然要学数理化,就毅然决然地把我拉到理科班。”可以说,没有当时“独断”的“伯乐”,也就不会有今天在生物领域如此出色的颜宁。

对颜宁影响最大的母校有两个——清华大学和普林斯顿大学。在清华,颜宁度过了丰富多彩的4年:不仅保持了学业的优秀,还担任过生物系学生会主席,组织了许多课外活动,培养了游泳、国标舞、乒乓球等业余爱好,在学与玩中忙得不亦乐乎。

决定颜宁科研道路的,是从2000年8月起在美国普林斯顿大学的7年留学生涯。她师从施一公教授进行了博士和博士后阶段的研究,进而对微观世界下的生命过程产生了极为浓厚的兴趣,也生成了在科学领域飞翔的彩色翅膀。

“普林斯顿太美了,校园本身就像一座州立公园,曾被评为美国最漂亮的校园之一。”提起这座常青藤名校,颜宁眼里放光,“那里是一个大学城,学校没有围墙,保留了大片的森林,还有一条运河。秋日的黄昏凭窗望去,周围是红色、金色、紫色的树,夕阳下的湖面波光闪闪,成群的野鸭在暮色中飞翔,松鼠、野兔与小鹿随处可见,有时竟会看得热泪盈眶。”

除了自然之美,颜宁更领略了科学之美。“给我们上课的大都是成就卓著的科学家,院士,甚至诺贝尔奖获得者,经典论文以及课本里的很多东西就是他们的研究成果。他们能把每个科学发现讲得像历史故事一样引人入胜,会让你觉得,‘哇,原来学生物可以这么好玩!’”

让颜宁难以忘怀的,还有普林斯顿的一对教授夫妇,都是美国科学院院士,丈夫还是1995年的诺奖得主。“我是个夜猫子,很多时候晚上11点了,还看见他们夫妇在各自的实验室观察显微镜下的果蝇,那种淡定从容、简单执着让我感动。我觉得自己将来就是要这个样子,很简单地作自己喜欢的研究。”颜宁说。

致力于解读膜蛋白密码

2007年,不到30岁的颜宁回到清华大学,成为该校最年轻的教授、博导,她在医学院独立建设并领导了一个实验室,开始了她的独立研究之路。此前7年,颜宁在普林斯顿大学一直致力于蛋白质结构研究,正因为这段经历,她决定向结构生物学中最难的领域——膜蛋白(即细胞膜上的蛋白质)“开炮”。

“人体的遗传靠的是DNA,而各种功能的实现则要靠蛋白质。如果说DNA决定了一部机器是汽车而不是马车,那么实现这部机器功能的发动机、轮子和方向盘就是蛋白质。”颜宁告诉记者,人得病是某种蛋白质出了问题,通过解析膜蛋白结构,就能明确知道是哪里出了问题,进而着手研究修复的办法,最终达成治病的目的。

在人类基因组的2万多个基因中,约有30%编码的是膜蛋白;而在FDA批准上市的药物中,一半以上以膜蛋白为作用目标。很多基础生命活动,都需要膜蛋白的参与:作为“载体”帮助营养物质分子完成跨膜转运;作为“受体”,帮助传导各种细胞信号;作为“通道”,精细调控小分子与离子在细胞膜两侧的浓度。

然而,对于数量如此庞大、功能如此重要的膜蛋白,科学家对它们的精微结构和工作机理却一直知之甚少。科学家绝非对膜蛋白视而不见。相反,世界范围内有许多研究膜蛋白结构的科研小组,但由于膜蛋白不容易提取、提纯等问题,这些小组要么长期艰难跋涉,要么中途改弦易辙。当然,也有极少数团队能有斩获,颜宁领导的研究小组,就是其中的杰出代表。回国前,颜宁计划用3至6年研究出一个膜蛋白结构,而如今,她的科研团队用了不到5年时间,就成功解析了5个重要膜蛋白的结构,并初步揭示其工作机理。

“大家在科研领域的出色表现向世界证明,在中国同样能取得一流的研究成果,有些成果甚至比海外实现得更快更好。”这是颜宁的目标,也是不断激励着她在科研这条路上不断挑战、不断创新、一路前进的动力。

2010年8月,清华大学曾聘请国际评估小组对其生物医学研究方向进行评估,年轻教授颜宁给他们留下深刻印象:“无论以哪个标准衡量,颜宁博士已位居世界最优秀的年轻结构生物学家之列。”“未来5年到10年,她将是杰出青年女性科学家的榜样。”

搞科研要能耐得住“宅”

短短5年,从“白手起家”到连续突破,似乎幸运之神一直眷顾着颜宁。当回顾这段“充满运气”的经历时,颜宁坦言:“最关键的是不畏艰难。其实现在想想,很多人觉得膜蛋白难,可能是最开始就被吓住了,没人敢去做。”确实,只有不畏艰难,才有可能创造卓越,颜宁和她的团队已经证明了这一点。

“论才智我可能不是最好的,但我觉得搞科研最重要的还是专注,也就是要能耐得住‘宅’。”颜宁说,每天除了回家吃饭、睡觉,她差不多能有14个小时“宅”在实验室里,到了紧张的攻坚阶段,干脆不分黑白连轴转,“宅”在实验楼不出来。

这种高强度的研究工作,如果不是因为有兴趣、从内心里喜欢科学,很难做到。“别人老问我这样的生活苦不苦,其实只要是你着迷的事情,怎么会觉得苦?”她说,“所谓苦,就是不得已做你不想做的事。别人可能会觉得作实验、写论文很枯燥,但我乐在其中。就像有些人打游戏上瘾似的,会着迷。”

在清华大学结构生物学研究中心走廊的墙壁上,挂着颜宁和学生们几幅洋溢着想象力的“画作”:在八聚体的蛋白质结构上,她描上了中国的太极八卦图,两幅图在分布和线条上不谋而合,使研究内容“细胞凋亡体”与古老的哲学命题浑然一体;以上下翻飞的蝴蝶做背景,与蛋白的α螺旋结构交相辉映,旁边配上沾着露珠的小草,引人无限遐想。而在给NAT家族蛋白代表UraA绘制其转运机制示意图的时候,她给学生隆重地推出了“板砖闷棍”模型——核心结构域就是“板砖”,门控结构域就是“闷棍”,听起来很是诙谐,但是仔细想想也不无道理,十分形象。聊起此图来,颜宁也是忍俊不禁。

颜宁说,如果不是走上了生物学这条研究道路,自己很有可能去从事设计或者写作。在她看来,做科研跟艺术创作一样,是很美妙、很激动人心的事,那些在旁人看来枯燥无趣的膜蛋白结构,仿佛都有着神奇的生命力:“大家都知道DNA是双螺旋结构,而蛋白质的结构是多种多样的,当你把细胞里那些只有几个到几十个纳米大小的蛋白质分子解析出其原子分辨率的结构,在电脑上放大几亿倍之后,清清楚楚地看到这些美丽的构造如何行使复杂的功能,你就会忍不住要感叹大自然的神奇。

很多时候,大自然的精妙设计远远超出了我们的想象。而你是世界上第一个揭示出这些大自然奥秘的人,那种成就感和满足感是难以言喻的。”

“科学培养了我与众不同的审美观。”颜宁认为,“科学的美在于你第一个发现了大自然的奥秘,科学的魅力在于你是知识的创造者。”而爱上了膜蛋白这个神秘而美丽的世界,或许就是她乐此不疲地工作着的重要原因。

让颜宁着迷的另一个原因,就是作科研时的简单、轻松、自由。“作科研会让你身心都很轻松,喜怒哀乐都变得特别简单。在实验室里我的脑子很轻松,不用去想任何其他的东西。你会感觉到,这个世界就是你的,就看你的思维有多广阔,能走到哪个地方,没有其他任何限制。”

最看重学生的提问能力

“这些年,我的实验室积累了大量作膜蛋白的经验,更重要的是,培养了一批也热爱钻研膜蛋白结构生物学的年轻人。爱思考、能提问,是我对学生的最起码的要求。”颜宁解释说,对于提问的重要性,爱因斯坦曾有一个著名的论述,“提出一个问题往往比解决一个问题更重要”,因为解决一个问题也许是一个数学上或实验上的技能而已;而提出新的问题,新的可能性,从新的角度去看旧的问题,却需要有创造性的想象力,这标志着科学的真正进步。

颜宁对记者说,清华大学教育研究院曾经发布的一份研究报告表明,和美国的研究型大学相比,我国高校的学生表现最差的就是“课堂提问或参与讨论”:在“课上提问或参与讨论”题项上,选择“从未”的中国学生超过20%,只有10%的`学生选择“经常”;而美国大学生作出这两项选择的占比分别是3%和63%。

为什么会这样呢?颜宁认为根源在填鸭式教育,或者说是听话式教育。从孩子刚懂事时起,他们听到家长说得最多的一句话,恐怕非“听话”莫属。而贯穿幼儿园和小、中学的填鸭式教育,更强化了孩子们的听话意识,绝大多数教师不鼓励孩子质疑、提问,他们对孩子的最大要求,是“背”,是记住标准答案。填鸭式教育的恶果,是学生们丧失了提问、质疑的思维和能力,丧失了创新所需要的想象力和创造力。没有了想象力和创造力,哪里谈什么创新,谈什么创意?

颜宁要求学生平时不仅要跟自己争论学术问题,还鼓励他们在国际会议上勇于向学术权威发问:“之所以这么做,不是为了争面子、出风头,而是有感于我们的学生会做的多,会说的少。‘行胜于言’不代表不会言,所以要抓住各种机会训练自己的表达、交流能力,慢慢这其中的益处就显现出来了。”

2011年4月和5月,在清华大学和苏州分别有两个高级别的国际会议,颜宁带她的弟子们悉数参加。早在会议召开之前,颜宁就“恶狠狠”地警告学生,会认真记录谁在会上提问了,谁在休息时间和作演讲的科学家们交流了,表现好的有奖,“闷葫芦”就等着挨批吧。

在颜宁的激励下,同学们表现不俗,每个学生都问了至少一个问题,其中不乏精彩者。一位来自美国的教授会后对颜宁说:“我以为中国的学生很内向,可他们好像比美国学生还敢提问。”

每年爬泰山考量体力

“在曲阜,孔子的弟子颜回是有颜庙的。据家谱记载,我是颜家第七十七代。所以说无论走到哪里,从根儿上我都是山东人。”颜宁出生在山东莱芜,父母都曾是钢铁厂的职工,回忆起童年,她觉得弥足珍贵,“那时候无忧无虑,因为钢铁厂周边是山野乡村,所以会和小伙伴们用地瓜秧做项链,也曾在田野里遇到蛇吓个半死,在与大自然的亲近中,也对大自然产生了好奇心和想象力。”

在颜宁6岁时,因父母工作调动而举家迁到北京,但直到现在,她还保留有山东人的生活习惯,喜欢吃山东煎饼、莱芜香肠,难忘家乡的味道。

“现在我的实验室里就有很多学生是来自山东的老乡,我有相当多的成果也是和他们一起做出来的。希望今后可以和家乡的高校有学术交流,更希望有机会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长经历和学习心得。”颜宁真切地说。

“其实,我每年都会组织我实验室的全体人员回山东爬一次泰山。搞科研也需要一个好的体魄,爬泰山既当是休闲放松的出游,又是对体力、毅力的一次很好的考量。”颜宁坦言,感觉现在的精力已经不如以前。在普林斯顿时,通宵达旦作实验是家常便饭。现在熬夜工作24小时之后,要两三天才能缓过劲儿来。“这让我有了紧迫感,觉得自己真正作研究的黄金时间可能只有这么几年,所以一定要让自己继续专心致志地‘宅’在实验室里。”

颜宁一直追求着自由的生活,享受在实验室里自己做主的工作,在乎探索科学之美。正如她在自己的博客中引用庄子的那句话,“举世誉之而不加劝,举世非之而不加沮,定乎内外之分,辩乎荣辱之境,斯已矣。”也许,正是这种轻松平和的心态帮助她在科学之峰上渐攀渐高。