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：享受科學之美

　　顏寧：清華大學教授，博導。2000年清華大學生物科學與技術系學士，2004年美國普林斯頓大學分子生物學系博士，2005—2007年在普林斯頓大學分子生物學系從事博士后研究。主要從事膜蛋白和植物脫落酸受體的結構和生物學機理的研究，已獨立或合作在《自然》、《科學》、《細胞》等三大頂尖學術刊物上發表論文5篇。

　　穿著隨意、說話隨心、做事隨性，灑脫率真、活潑快樂的顏寧，很難讓人把她與“清華大學教授”、“國際青年科學家”這些字眼聯系到一起。

　　2007年10月，不滿30歲的她被聘為清華大學最年輕的教授、博導；2012年1月，她從全球18個國家和地區的760名申請者中脫穎而出，成為28位“霍華德·休斯首屆國際青年科學家獎”得主之一。

　　“論才智我可能不是最好的。”顏寧坦言，“我覺得搞科研最重要的還是專注，也就是要能‘宅’，這個‘宅’真的很重要。”

　　“當然啦，前提是你要喜歡。”她嘿嘿一笑，“反正我很享受這種自由自在的生活。”

　　走上科學之路

　　走上科學之路，對顏寧來說多少有點陰差陽錯：上高中時文理兼備的她更喜歡文科，文理分班時自己選了文科。但她的班主任關儀老師認為，成績全年級第一的學生當然要學“數理化”，就把她拉回到理科。

　　在清華，她度過了最為豐富多彩的4年：擔任過生物系學生會主席，組織了許多課外活動，學國標舞、打乒乓球、學游泳……同時還要保持課業的優秀，忙得不亦樂乎。

　　決定顏寧未來人生道路的，是從2000年8月起在美國普林斯頓大學的7年留學生涯。

　　“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，顏寧更領略了科學之美。“給我們上課的大都是成就卓著的科學家，經典論文甚至課本里的很多東西就是他們親自做出來的。他們能把每個科學發現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年繼續做博士后，轉型到膜蛋白研究。“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。”

　　在施一公的指導下，顏寧做得順風順水。2004年12月，她順利通過博士答辯，并獲得2005年度《科學》雜志和通用電氣醫療評選的北美地區“青年科學家獎”；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構。

　　探尋膜蛋白生理奧秘

　　2007年10月，受清華大學醫學院創辦者趙南明教授之邀，結束博士后研究的顏寧回到母校，建立了自己的實驗室，帶領幾名本科生和低年級博士生，向膜蛋白這個充滿挑戰的前沿領域進發。

　　“細胞是最基本的生命單元，細胞內還包括具有特定結構和功能的細胞器，如線粒體、葉綠體等。”顏寧解釋說，細胞和細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分子的磷脂雙分子層組成。脂質雙分子層在細胞或細胞器周圍形成一道疏水屏障，將其與周圍環境隔離起來，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——膜轉運蛋白(包括通道蛋白)的介導。

　　“因此，轉運蛋白在營養物質攝取、代謝產物釋放以及信號轉導等細胞活動中起著重要作用，大量疾病都與轉運蛋白功能失常有關；在藥物研制中，轉運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，就是用結構生物學等各種生物物理和生物化學方法，解析轉運蛋白的分子結構和工作機理，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、手把手教學生做實驗……其曲折之多、進展之慢，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別。”

　　“跟國外沒什么區別”的，還有科研上的高產。自2007年至今，顏寧實驗室或獨立或合作，在《自然》、《科學》、《細胞》等三大頂尖學術刊物上發表論文 5篇，解析了5個新型的膜蛋白結構，初步揭示了它們的功能機理，取得了一系列突破性進展。其速度之快、水平之高，令國內外同行刮目相看。2009年，她與施一公實驗室合作在《自然》發表論文，闡述了甲酸鹽轉運蛋白的三維結構，發現了類似水通道的膜蛋白的存在形式。

　　同年，她在《自然》子刊上發表了關于植物激素脫落酸受體PYL蛋白的結構及其生物學機制；這一發現與同年歐美、日本的同類研究成果一起入選《科學》雜志評選的“2009年科學十大進展”。

　　2010年、2011年，顏寧領導的科研小組，在《自然》發表2篇論文，分別揭示巖藻糖和尿嘧啶兩種營養物質的轉運蛋白的晶體結構，為質子共轉運蛋白的結構和機理研究做出了重要突破。

　　2012年1月，顏寧與施一公、美國普渡大學朱健康教授合作，在《科學》發表論文，揭示了轉錄激活因子樣效應蛋白(TALE)特異識別DNA的分子機理。

　　“這一發現非常讓人激動！”顏寧的興奮之情溢于言表，“之前我們一直在做非常基礎層面的研究，距離實際應用比較遠，但這次的發現具有廣闊的應用前景。”

　　顏寧解釋說，“TALE是一種植物病菌進入宿主細胞的受體蛋白，它的結構不僅漂亮，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序列有特異的對應關系。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，它進入人體細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，清華大學聘請國際同行對生物醫學研究方向進行評估，年輕教授顏寧給他們留下深刻印象：“無論以哪個標準衡量，她已位居世界最優秀的年輕結構生物學家之列”；“未來5年到10年，她將是杰出青年女性科學家的榜樣。”

　　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，“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，做科研跟藝術創作一樣，是很美妙、很激動人心的事：“當你把細胞里那些只有幾個到幾十納米大小的蛋白質分子解析出其原子分辨率的結構、在電腦上放大幾億倍之后，清清楚楚地看到這些美麗的構造如何行使復雜的功能，你總忍不住要感嘆大自然的聰明！很多時候，她的精妙設計遠遠超出了我們的想象！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“宅”下去

　　在外人眼里，顏寧已經做得相當不錯，但她自己并不滿足。“細菌膜蛋白已不能激發自己的成就感，現在我正帶領實驗室研究與人類健康有更密切關系的哺乳動物膜蛋白。做真核膜蛋白技術上的難度更大，很有挑戰性，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，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域，不跟人‘撞車’了，就說明你真的是獨樹一幟、遙遙領先了。”

　　“現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‘宅’下去，把好鋼用在刀刃上。”