［編者按］ 從北大出發再回到母校任教，高寧帶領課題組以響噹噹的科研成果回饋北大，傑青、長江特聘教授、生命科學學院副院長……盛名之下，高寧保持著一顆純真樸素的科研初心。近日，北大校報記者專訪高寧，聽他分享在科研、教學和管理工作中的難忘經歷。
求學：燕園經歷為赴美深造打下堅實基礎1996年高考，高寧選擇了北京大學生命科學學院的生物化學專業。談及當時的選擇，高寧坦言：「那時候很流行一句話—— 21世紀是生命科學的世紀，所以那時候就想著如果分數夠了就選擇這個熱門學科。」彼時，高寧對生命科學的學科前景和就業形勢完全沒有認知。他也想不到自那時起，自己就與這一學科結下了不解之緣。
在北大讀書的日子簡單但並不枯燥，高寧說，當時一個班裡40個人有3個省狀元，大家在學習中相互比拼追趕，老師們教書也十分認真細緻。「非常感謝那個時候老師們給打下的堅實基礎，在國內接受的基礎主幹課的紮實訓練，為後來美國讀博士期間的專業課學習節省了很多時間。」
燕園四年時光倏而流逝，高寧拿到了美國紐約州立大學阿爾巴尼分校的錄取通知書，跟隨著名的德裔美籍生物物理學家、2017年諾貝爾化學獎得主阿姆西·弗蘭克教授學習。「當時弗蘭克教授的實驗室已經非常知名，他也是霍華德·休斯醫學研究所研究員，我算是慕名拜師。」高寧回憶道，弗蘭克教授的實驗室儘管學生不多但成果斐然。「在美國念書的時候會感覺很『自由』，但實際上它的學術體系在某種程度上是一種淘汰機制，我們每一個學生或者博士後都是一個獨立的個體，教授不會幹預很多，會創造機會讓我們接觸到專業領域的新鮮事物，所以這段學術體驗還是十分難忘的。」
讓高寧十分感動的是弗蘭克教授對於學術嚴謹的態度，教授因為冷凍電鏡數據處理方面的奠基性研究工作而聞名於世，日常工作非常繁忙，但是他依然對學生的學位論文非常負責。「我的博士論文有200多頁，教授在一個會議間隙返回了論文的修改意見，我當時就被震撼到了，列印版的200多頁的論文幾乎每一頁都會有大量的的親筆修改，從科研論述到英文文法，他都看得非常細緻。」高寧感慨道。
在美國攻讀博士的5年時光裡，高寧在弗蘭克教授的帶領下，真正進入了冷凍電鏡技術的世界。「之前在北大完全沒有接觸過電鏡，正是因為電鏡三維重構技術的從二維的照片還原計算三維的分子結構的這一神奇過程吸引了我。」
高寧告訴記者，結構生物學是通過解析生物大分子的三維結構，進而研究其結構和功能的關係，理解生物大分子作用機制的學科，歷史上應用最廣的方法是X射線晶體學，但這項技術受制於研究對象必須是能夠結晶的生物分子。近年來，冷凍電鏡單顆粒技術迅速發展，已經成為生物大分子結構研究的主要工具。這項技術不需要蛋白質分子形成晶體，並且僅需要相對少量的生物樣品，通過快速冷凍就可以獲得生物大分子的天然狀態，從而解析原子解析度的生物大分子三維結構，還可以利用同一樣品便捕獲到不同的結構狀態。
「冷凍電鏡技術為生物學、材料學、化學等眾多學科提供重要的技術工具，電鏡大平臺的建設也成為眾多高校科研機構硬體『比武』的主戰場。更為重要的是，冷凍電鏡技術已經逐漸成熟發展為現代生命科學領域的一項基本工具。」高寧說道。
成果：填補冷凍電鏡分子結構研究多項空白2006年回國後，高寧先後在清華大學和北京大學兩所頂尖高校工作。在他看來，儘管國內冷凍電鏡研究的起步較晚，但硬體平臺和技術手段的發展非常迅猛。
高寧在實驗中
2015年，時任清華大學生命科學學院研究員的高寧帶領研究組和合作者一起在《自然》雜誌上在線發表了研究成果，首次報導了真核生物DNA複製起始與延伸過程中DNA解旋酶核心組分MCM複合物的高解析度冷凍電鏡結構。這項工作關注的DNA複製起始過程中MCM2-7在複製起始位點DNA上組裝形成的雙六聚體複合物，是DNA複製調控的關鍵靶標，這一高解析度的結構為複製起始中解旋酶複合物的組裝、激活和調控的研究奠定了重要的基礎。
「由於真核生物基因組十分龐大，其DNA複製具有很高的複雜性。DNA複製包含有一個起始階段來為複製做準備，以保證基因組的穩定傳遞。複製起始的核心事件就是MCM複製解旋酶在複製起始位點的組裝、激活。由於MCM複合物在DNA複製中的關鍵地位，在過去三十多年裡，相關領域研究人員對其進行了大量的功能和結構方面的研究。但其高分辨三維結構的解析一直停滯不前，這在當時是其功能研究的重要限制因素。」高寧告訴記者，在2015年的研究成果中，高分辨的結構可以清楚的看到MCM雙六聚體複合物的組裝細節，並且回答了領域的多個懸而未決的科學問題。「這項工作我們課題組和合作者都付出了很大的努力，在研究的過程中也有著同行競爭的壓力，但這也鞭策著我們『快跑』。一場完整的『硬仗』打下來，大家的信心和科研水平都有了很強的提升。」
2017年，高寧回到了闊別17年的母校燕園，帶領北大學子繼續攻關冷凍電鏡的科研高地，他的課題組也成為國際頂級刊物的「常客」。僅2020年下半年，課題組就連續發表多項研究成果：7月，《自然·通訊》在線發布了課題組關於人源核糖體大亞基組裝前體在出核前後時期的4個中間態複合物結構的研究，該成果作為目前人源核糖體大亞基前體的唯一結構工作，為進一步研究高等真核細胞的核糖體組裝以及相關疾病提供了重要的結構基礎；11月，《細胞·發現》雜誌發表課題組關於人源DNA複製起始複合物ORC的冷凍電鏡結構，從結構上部分闡釋了人源複製起點識別複合物ORC的分步組裝和逐步激活的分子機制。
高寧告訴記者，一項項成果的背後都離不開課題組成員之間的鼎力支持和與合作單位之間的無間配合。「中國生命科學的整體發展很快，學術界之間的溝通和合作還是非常有效率的，很多研究成果誕生的背後往往都有兩家或者更多的合作單位，這種團結和高效的氛圍也是推動中國生命科學研究水平不斷提升的重要因素。」
挑戰：科研管理與教學工作相得益彰由於在冷凍電鏡科研領域的突出貢獻，2017年以來，高寧獲批國家自然科學基金委傑出青年基金、入選教育部長江特聘教授，還獲得了談家楨生命科學創新獎等獎項。2018年，在科研領域富有成果的高寧開始擔任北大生命科學學院副院長，分管科研和儀器平臺，科研管理工作成為他人生中的新任務。
「這個新任務承擔起來並不輕鬆，特別是每年幾個基金申請或考核的重大節點非常繁忙」，高寧告訴記者，與之前單純進行科學實驗和數據分析相比，從事學院管理工作需要從宏觀的角度去促進學院的科研發展，從拓寬科研經費的渠道到協助教師進行科研項目的申請，從與學校科研部門保持密切溝通到對接教師進行課題申請書的修改討論，高寧參與到科研管理的每一步基礎工作中。
在高寧看來，近年來，北京大學生命科學研究蓬勃發展，科研人員面向國家重大需求和人民生命健康潛心耕耘，「儘管這幾年生科院發展的勢頭不錯，在『自然·指數』的學科排名中位列中國高校之首，但依然要保持清醒，我們目前有資源和空間的瓶頸，高質量的學科發展肯定不能靠人數、吃老本，北大生命科學與基礎醫學、臨床醫學在融合方面還有很大的提升空間，未來希望能夠在學科融合和提質提效上取得更多的成果。」高寧表示。
除了研究者和管理者外，高寧更看重的一重身份便是教師。他目前擔任研究生「冷凍電鏡三維重構技術」課程的教學工作，課題組裡有十餘位本碩博各階段的學生。「在課堂上講課和帶領學生成長是讓人愉悅的過程，在傳道授業解惑中我自己和學生有著雙向的獲得感，所以非常慶幸自己選擇了教師這個行業。」高寧由衷地表示。
高寧（右一）與學生們在一起
在他看來，和20多年前自己的燕園苦讀經歷相比，現在的學生精神生活更加豐富多彩，網際網路的廣泛應用也使得接觸國內外最前沿的科研變得十分容易。「這個時候就會更希望學生能夠在各種『誘惑』和『選擇』中保持一份恆心，做科研是苦功夫和冷板凳，需要『會做』更需要『會想』」。為了能使學生們更好地做到『會想』，高寧和他的導師弗蘭克教授一樣，並不會過多地幹涉學生的科研進程，他希望學生能夠在相對自由的實驗室環境中選擇感興趣的課題，廣泛接觸攻關領域的前沿問題，不斷提升對課題的宏觀把握能力——「多讀、多想、多溝通，這是我對願意投身科學研究的學生所提的要求。」高寧說。
回顧20多年的學術生涯，高寧慶幸自己生在了好的時代，無論是國家層面還是學校層面都高度重視生命科學的發展，在軟硬體方面的投入十分巨大，國內學者也不辱使命在生命科學的很多領域取得了豐碩的科研成果。「現在就是總感覺時間不夠使，希望能夠投入更多的精力在帶學生做科研上，把自己的經驗毫無保留地傳授給學生，把接力棒傳下去，讓學生成為更富成果、更具責任感的青年學人。」高寧真誠地表示。
文字：北京大學校報記者 韓芳
編輯：燕元