喜欢漂亮颜色
2008年,凭借绿色荧光蛋白的研究,钱永健与美国生物学家沙尔菲、日本有机化学家兼海洋生物学家下村修共享该年诺贝尔奖化学奖。钱永健获得诺贝尔奖,可谓众望所归,不过当时他只是谦虚地说:“我只是将一本晦涩的小说变成了一部通俗的电影而已。”
绿色荧光蛋白(GFP),是一种最早发现自水母身上的发光蛋白,如今已经被广泛使用于标志和指示生物体内的细胞活动。
而研究绿色荧光蛋白,某种原因是因为钱永健自小对色彩的偏爱,钱永健曾说自己从小就喜欢画画,喜欢漂亮的颜色。“8岁那年,爸妈送给我一盒化学工具箱,我把不同的化学物质混合调成漂亮的紫色,这就是我的第一个实验。我一直被色彩所吸引,色彩能够使工作更加有趣,也更加容易忍受,特别是当工作进展不顺的时候这一点很重要。如果我生下来的时候就是色盲,我很可能永远不会进入这个领域。”
钱永健强调自己并不是荧光蛋白的发现者,“我只是那一个制造工具的人。”从开始研究,到1994年在《科学》期刊发表论文引发关注,到最终获得诺奖,钱永健付出了十多年的心血,他成功改造了绿色荧光蛋白,让它的光芒更亮、更持久。他还拓展了绿色以外的其他颜色荧光蛋白,为同时追踪多种生物细胞变化的研究奠定了基础,他的诸多发现不仅让荧光蛋白更稳定、种类更丰富,还阐明了它们的发光原理和各种可以应用的领域。
获得诺奖,钱永健开玩笑说“我感觉自己有点像被汽车大灯照到的一只鹿,我今天肯定不如昨天聪明”。钱永健表示,自己做科研并非为获奖,而能否获奖也需要运气。据说,《科学》当初发表他的那篇关于荧光水母研究的论文时有些犹豫,因为当时有2位审稿员认为,钱永健“搞荧光创意过了头”,最终听说别的期刊要发表荧光水母论文,《科学》编辑部立刻决定刊出,就这样,钱永健的荧光水母研究打响第一炮。
在合作者眼中,钱永健是他所见过的最有天分、最勤奋的科学家。他不仅对数学、化学、物理、生物等学科有深入广泛的研究,并把这些学科很好地结合起来,他是一个非常有智慧的人,总能想到别人想不到的事情。他认为世界上没有比科学研究更重要的事情。”而对钱永健来说,研究工作很有趣。可以发现新的东西,也是让他“玩”下去的动力,“就算在研究的过程中出现失误,还是可以从错误中发现新的讯息,所以不要害怕失败。”
日常生活中的钱永健毫无大科学家的范儿,每天骑着自行车上下班,拎着头盔进实验室。即使在他获得诺奖后,学校为他举行记者招待会,他也没穿西装,只是一件普通短袖上衣和长裤。闲暇时喜欢弹钢琴,爱好潜水,还曾经参加过马拉松长跑比赛。
外媒曾评价钱永健:“他拥有世界上最美丽的大脑,不仅因为他能够深入思考如何填补已知科学领域的空白,更因为他知道如何发现新问题。他挖掘得很深,理解问题又快,还擅长把问题的各部分统一起来看,发现新的研究工具,以此帮助其他科学家挖掘其他新问题。”获得诺奖后,钱永健希望可以利用荧光蛋白帮助攻克癌症,因为他的父亲就是死于癌症,令人遗憾的是,天妒天才,钱永健在有生之年未能实现这个愿望。
看看钱永健有多厉害
钱永健20岁获得化学物理学士学位并从哈佛毕业,接着前往剑桥大学深造,1977年获得生理学博士学位。
1981年,钱永健来到加州大学伯克利分校,并在这里工作8年,成为大学教授。1989年,钱永健将他的实验室搬到加州大学圣迭戈分校,现在他是该校的药理学教授以及化学与生物化学教授。
钱永健1995年当选美国医学研究院院士,1998年当选美国国家科学院院士和美国艺术与科学院院士。
钱永健获得重要奖项包括:1991年,帕萨诺基金青年科学家奖;1995年,比利时阿图瓦-巴耶-拉图尔健康奖;1995年,盖尔德纳基金国际奖;1995年,美国心脏学会基础研究奖;2002年,美国化学学会创新奖;2002年,荷兰皇家科学院海内生物化学与生物物理学奖;2004年,世界最高成就奖之一以色列沃尔夫医学奖。
为何获得诺奖
上世纪60年代,在普林斯顿大学试验所工作的科学家下村修在北美西海岸的水母中首次发现了一种在紫外线下发出绿色荧光的蛋白质,即绿色荧光蛋白(GFP)。下村一家花了数月时间,从海里捕捞了约5万只、总计2.5吨的荧光水母,并从中纯化了数百毫克荧光蛋白。不过,当时他并不觉得这种荧光蛋白除了好玩好看之外究竟能有什么用。下村修离开普林斯顿大学到Woods Hole海洋研究所后,他的同事道格拉斯·普瑞舍对利用荧光蛋白做生物示踪分子非常感兴趣。历经数年努力,他终于在1992年将GFP荧光蛋白的基因克隆出来(如今这种克隆工作可迅速完成)——但他的科研资金也恰好用完了,无奈之下只好把基因送给了其他几个实验室。
其中两个获赠者,就是后来与下村修分享诺贝尔奖的钱永健和哥伦比亚大学的马丁·沙尔菲,他们分别将普瑞舍克隆的基因转进了其他生物中。
钱永健则利用基因突变的方法对GFP做了改造,让它发出的光更强也更稳定。此外,GFP原本只能发出绿光,而钱永健通过基因改造,衍生出各种颜色的荧光蛋白,为同时追踪多种生物细胞变化的研究奠定了基础。钱永健走出的这一步可以说是绿色荧光蛋白(CFP)开发历程的“最后一步”。他的主要贡献是在下村修和沙尔菲研究的基础上,让人们理解了GFP发出荧光的机制,令在同一时间跟踪多个不同生物学过程成为现实。最终,下村修、沙尔菲和钱永健分享了2008年诺贝尔化学奖。
利用荧光蛋白,人们可以通过简单的基因工程将其与其他目标蛋白耦连,并借此观察、跟踪目标蛋白在细胞中随发育过程或外界刺激的变化,甚至可以在活细胞、活体动物中观察到一些分子的活性变化,让荧光显微技术得到巨大飞跃。在荧光蛋白的帮助下,外科医生可精确移除肿瘤。本版文/本报记者 张嘉
原标题:点亮科学的诺奖获得者骑行远去