清華大學教授顏寧:享受科學的純粹與永生

　　顏寧：享受科學的純粹與永生。視頻剪輯：樊東林

　　不滿30歲成為清華大學醫學院當時最年輕的教授和博士生導師；37歲率領平均年齡不到30歲的團隊用6個月攻克膜蛋白研究領域50年不解的科學難題；2015年獲國際蛋白質學會「青年科學家獎」「賽克勒國際生物物理獎」。即使在科學領域已頗受矚目，顏寧仍覺得自己進入科學界可謂「機緣巧合」。

清華大學醫學院教授、博士生導師顏寧。圖片來源於網絡

　　高中時代的她，喜歡唐詩宋詞、散文小說，更願選擇文科；大學時代的她，加入國標和攝影社團，選修電影，甚至想過做娛記；而如今的她，寫著獨具風格的博客，會約學生K歌、玩三國殺，追韓劇，把做研究稱為「打怪通關」。「很多時候不過機緣巧合做了一個選擇，選擇本身也許並不那麼重要，更重要的是你做了選擇之後怎麼走。」

　　剛從普林斯頓回到清華組建實驗室不久，同事劉國松教授曾經對顏寧說過做科學家的三個境界：第一重是職業，第二重是興趣，第三重是永生。顏寧覺得自己「有點被震撼」。「從事基礎科研的科學家何嘗不是有這麼點虛榮心呢？神龜雖壽，猶有竟時；你的發現留在歷史上，作為你的一個標誌一直傳下去，確實是某種意義上的永生。」

　　創造屬於自己的科學史

　　2014年1月17日晚上10點半，因臨近新年，清華大學校園內，也顯得格外安靜。而此時，結構生物學中心所在的樓層卻依舊燈火通明。

　　兩天前，顏寧研究組終於得到一顆優質的葡萄糖轉運蛋白GLUT1的晶體，由兩位學生用低溫罐裝著，搭高鐵送去上海同步輻射實驗室。所有人都在等待高質量的數據傳回。兩年多的集中研究、近半年的全力攻關，眼下，就是最後關口。

　　伴隨著一陣急促的敲門聲，顏寧辦公室的門被拉開，博士後鄧東站在門外，「出來了？」「出來了！」仿佛心照不宣的喜悅，兩人相視而笑，一起朝實驗室跑去。

　　這一刻，這個平均年齡不到30歲的團隊，攻克了膜蛋白研究領域50年不解的科學難題，在人類治療癌症與糖尿病的徵程中邁出關鍵一步。

　　這一年，正值顏寧回歸母校後，與清華大學的「七年之癢」。

顏寧指導學生做實驗。圖片來源於網絡

　　2007年，受清華生物系老系主任趙南明教授的邀請，本是歸國探親的顏寧決定回到母校任教，建立自己的實驗室。裝實驗臺、訂購儀器試劑、手把手教學生做實驗……一切從零開始，實驗室建立的前半年，顏寧直言自己「快瘋掉了」。

　　然而，實驗室很快步入正軌，從這裡誕生的科研成果足以讓國內外同行為之驚嘆。

　　顏寧主要致力於研究在基本生理過程中發揮重要作用的膜蛋白的結構與機理，其代表性工作包括葡萄糖轉運蛋白和鈣離子通道。2010年，清華大學曾聘請國際評估小組對其生物醫學研究方向進行評估，顏寧給他們留下深刻印象：「未來5年到10年，她將是傑出青年女性科學家的榜樣。」

　　自2007年獨立領導實驗室以來，顏寧發表學術論文42篇，其中13篇以她本人作為通訊作者的論文發表在《自然》《科學》《細胞》等國際頂級學術期刊上，其成果兩次入選《科學》評選的年度十大進展。

　　「國家越來越重視基礎科學研究，連續多年對基礎科學領域的投入都在大幅增長。」優渥的科研土壤給予顏寧團隊充分的養料。顏寧認為，經濟發展決定中國有多富，而科技發展限定中國有多強。「讓中國的科技實力配得上她的經濟體量，讓中國的科研成果產生世界影響，我想也正是中國科學家對於國家最根本的責任與使命。」

　　回國數年，顏寧始終堅信，當初的選擇是「完全正確的」。

　　比起「勤勉」更相信「直覺」

　　維持生命活動最基本的能量來源葡萄糖如何進入細胞？一個多世紀以來，無數科學家為探索這一生命奧秘而著迷。

　　親水的葡萄糖溶於水，疏水的細胞膜就像一層油，葡萄糖自身無法穿過細胞膜進入到細胞內發揮作用。用顏寧的話說，鑲嵌於細胞膜上的轉運蛋白，如同在細胞膜上開了一扇扇的「門」，將葡萄糖從細胞外轉運到細胞內。而GLUT1就是大腦、神經系統、肌肉等組織器官中最重要的葡萄糖轉運蛋白。

　　GLUT1與一系列遺傳疾病有關，癌細胞高度依賴的葡萄糖也需要通過GLUT1攝取。「人得病即意味著某種蛋白質出了問題，通過解析膜蛋白結構，就能明確問題的根源，進而著手研究修複方法，達到治病的目的。」

　　正因膜轉運蛋白的重要意義，自1985年GLUT1的基因序列被鑑定出來之後，獲取它的三維結構成為膜蛋白研究領域最受矚目、國際競爭最激烈的課題之一。

顏寧從不怕攻堅克難。圖片來源於網絡

　　「很多人覺得膜蛋白難，可能是最開始就被嚇住了。」轉運蛋白高度動態的內在性質讓眾多科學家飽嘗失敗的滋味。

　　顏寧決定反向思維，既然GLUT1是個「人來瘋」，那麼就想辦法「搞殘」它。她發現，要想讓GLUT1結晶，第一是讓它的動態儘可能慢下來，從而截獲其中一個狀態；第二是在低溫下讓分子運動降低後再結晶。無論幾百次的實驗，顏寧從未放棄，「死磕」這個世界科學家幾十年來追求的至高目標。

　　可堅持並不等於蠻幹。顏寧坦言，對於獲得人源葡萄糖轉運蛋白的晶體結構確實有點驕傲，「因為這個工作完全是按照邏輯一步步拿到的結構，不是靠『篩選』。」

　　對於外界稱結構生物學研究「體力是基礎，運氣是關鍵」這種戲謔的說法，顏寧只是一笑了之。剛進入普林斯頓大學攻讀博士時，顏寧也常常與導師施一公爭執。她也曾以「勤勉」為信仰，認為面前有100條路，非要一條條都試過才甘心。可事實總是證明導師一開始選的那條路就是對的，她逐漸相信，這就是長期經驗積累和嚴密分析所形成的「科學直覺」。

　　所以，如果要問這個團隊為何能在短期內獲得成功，顏寧絕不同意是「運氣」，而情願說靠「感覺」。

　　科學的無盡驚喜令人「上癮」

　　電壓門控鈉離子通道是顏寧回到清華後，為自己定下的另一個攻堅課題。2011年，顏寧研究組終於獲得了一個細菌同源蛋白的晶體，結構解析近在咫尺。他們準備了大量晶體寄往日本同步輻射，收集最後一次重金屬衍生數據。

　　2011年7月11日，這一天讓顏寧記憶猶新。周一，在中國看到《自然》新論文上線的日子。本計劃六點前往機場飛赴日本，5點55分，顏寧打開了《自然》雜誌網絡版。「第一篇文章直接砸得眼睛生痛，題目就是《一個電壓門控鈉離子通道的晶體結構》，我們被別人超越了！」

　　科學競爭，只有第一，沒有第二。「慘敗！」當顏寧將論文交與課題組成員手裡，有的同學當場淚崩。

顏寧享受簡單而純粹的科學世界。圖片來源於網絡

　　而此時，顏寧做出決定，一切按原計劃進行。當他們到達日本，又接到「低溫罐似乎出了問題」的消息。「所幸我們做事一向未雨綢繆，隨身還帶了很多晶體。收集數據非常順利，一個小時之內我們就解出了結構。」

　　趕在發表論文的課題組從資料庫釋放結構信息之前，顏寧團隊首次看到了這類蛋白的原子結構。「對過去四年依舊是一個完美收官！那一刻，根本不會顧及還能發什麼樣的論文，心裡充滿的只有這前後巨大反差帶來的狂喜。」

　　7月13日凌晨三點，顏寧打開郵箱，準備給實驗室成員布置後續工作，一封來自美國霍華德休斯醫學研究所的郵件彈出：經過初選，顏寧在全球800名申請人中過關斬將，成為進入「霍華德休斯國際青年科學家」第二輪候選的55人之一。

　　「因為這個課題，我有幸與此前崇拜了10年的偶像級科學家、2003年諾貝爾化學獎得主羅德裡克·麥金農教授合作，在與他的交流中受益匪淺。」不僅如此，顏寧團隊獲取的結構呈現出與已發表論文不同的狀態，新成果在10個月後發表於《自然》。

　　「這就是科學研究的魅力：不向前走，你根本不能輕易定義成功或者失敗。」顏寧說，這種不確定的驚喜，會讓人上癮。

　　時至今日，顏寧依舊懷念在美國普林斯頓大學的7年留學生涯。「在普林斯頓，教科書裡那些高貴冷豔的知識，原來就是身邊的這些貌似隨和的老先生老太太們創造的；研究生課程一律用經典或前沿的原創論文做教材。」

　　顏寧意識到，一旦進入實驗室，自己就有可能成為人類知識的創造者、科學史的締造者。有了這種認知，顏寧的追求目標也逐漸演化為：發現某些自然奧秘，在科學史上留下屬於自己的印跡。

　　在普林斯頓一年後，顏寧進入施一公的實驗室正式開始實驗研究。後來，實驗室又多了兩位來自清華的師兄。每當夜幕降臨，三個人就開始用小音箱放著中文老歌，伴著旋律各自做著實驗。或許，那就是顏寧嚮往的生活。「對我而言，只是很簡單地去喜歡這麼一個世界。」（中國青年網記者　朱夢琪）