“浪漫”,,這是錢(qián)永健屢次轉(zhuǎn)變科學(xué)研究方向時(shí)的夢(mèng)想;“個(gè)性”,,這是華裔科學(xué)家在挫敗科研疲憊感時(shí)的一劑良藥……
1952年生于紐約的錢(qián)永健是中國(guó)著名科學(xué)家錢(qián)學(xué)森的堂侄,,現(xiàn)為美國(guó)科學(xué)院院士、醫(yī)學(xué)院院士,,美國(guó)加州大學(xué)圣迭戈分�,;瘜W(xué)及藥理學(xué)兩系教授。盡管頭頂光環(huán)早已炫目,,錢(qián)永健卻堅(jiān)持在科學(xué)道路上走自己的路,,不論何時(shí)都要“完美地契合自身個(gè)性的深處”,。
身體不好
實(shí)驗(yàn)室中找樂(lè)子
身體略顯單薄的錢(qián)永健出生在一個(gè)科學(xué)家和工程師世家,這位不愛(ài)出風(fēng)頭的科學(xué)家戴著一副帶框眼鏡,,一頭短發(fā)已掛銀絲,。
錢(qián)永健生于紐約,在新澤西利文斯頓長(zhǎng)大,,一大家子人中多位長(zhǎng)輩都是工程師,。或許從兒時(shí)起,,錢(qián)永健就注定了要走進(jìn)科學(xué),。錢(qián)永健的父親是一名機(jī)械工程師,他母親的數(shù)位兄弟都是美國(guó)麻省理工大學(xué)的工程學(xué)教授,。錢(qián)永健稱自己的研究領(lǐng)域是分子工程學(xué),他這樣描述自己的職業(yè)選擇:“我注定了繼承家族的血統(tǒng),,從事這樣的工作,。”
錢(qián)永健兒時(shí)患有氣喘,,他不得不長(zhǎng)期呆在家中,,無(wú)法進(jìn)行耗費(fèi)體力的室外活動(dòng),他因此常常數(shù)個(gè)小時(shí)在地下實(shí)驗(yàn)室中專注于化學(xué)實(shí)驗(yàn),,并開(kāi)始喜歡上能產(chǎn)生奇妙色彩的化學(xué),。最讓他難忘的一次,是他在實(shí)驗(yàn)中引爆了自制的火藥,,導(dǎo)致家中一張乒乓球桌被燒焦,。
不過(guò),錢(qián)永健在科學(xué)方面的天賦很快得以顯現(xiàn),。16歲時(shí),,還在上中學(xué)的他便獲得了美國(guó)全國(guó)性的西屋天才獎(jiǎng)第一名。其后,,因獲得全美優(yōu)秀學(xué)者獎(jiǎng)而進(jìn)入美國(guó)著名的哈佛大學(xué),,20歲時(shí),錢(qián)永健便攜化學(xué)和物理學(xué)士學(xué)位從大學(xué)畢業(yè),。錢(qián)永健的家庭堪稱科學(xué)之家,。他的哥哥錢(qián)永佑(Richard W Tsien)是神經(jīng)生物學(xué)家,曾任斯坦福大學(xué)生理系主任,。兩兄弟分別獲Rhodes和Marshall學(xué)者獎(jiǎng)(通常認(rèn)為是美國(guó)大學(xué)生競(jìng)爭(zhēng)性最強(qiáng)的兩個(gè)獎(jiǎng)學(xué)金,,克林頓總統(tǒng)曾獲Rhodes獎(jiǎng)),到英國(guó)留學(xué),,九十年代雙雙成為美國(guó)科學(xué)院院士,。
不過(guò),,在劍橋大學(xué),錢(qián)永健最終厭倦了化學(xué),,他渴望進(jìn)行一些更加激動(dòng)人心的研究,,最初他選擇了分子生物學(xué),而后再是海洋學(xué),。
追逐夢(mèng)想
研究領(lǐng)域要契合個(gè)性
“我夢(mèng)想著在藍(lán)色海洋上遠(yuǎn)航,,那樣一定很浪漫,但我最終發(fā)現(xiàn)它(海洋學(xué)研究)完全不是這樣,。我的研究只是在海灣中測(cè)量石油污染的程度,,最終我發(fā)覺(jué)自己根本不關(guān)心藻海的高度�,!本瓦@樣,,錢(qián)永健轉(zhuǎn)而開(kāi)始專注于一項(xiàng)看上去永遠(yuǎn)充滿神秘色彩的領(lǐng)域:人類大腦,他因此獲得了一個(gè)生理學(xué)博士,�,!澳愕目茖W(xué)領(lǐng)域應(yīng)該完美地契合你個(gè)性的深處,在你的沮喪時(shí)期不可避免地到來(lái)時(shí),,這樣的契合則為你提供了最本真的愉悅,。”
如今,,盡管錢(qián)永健在科學(xué)研究上碩果累累,,他卻絲毫不為任何贊許所動(dòng)。對(duì)于科學(xué)界評(píng)價(jià)“他發(fā)明了多色瑩光蛋白標(biāo)記技術(shù),,為細(xì)胞生物學(xué)和神經(jīng)生物學(xué)發(fā)展帶來(lái)一場(chǎng)革命”,,錢(qián)永健只是淡淡地說(shuō),“我只是制造工具的人,�,!钡珜�(shí)際上,錢(qián)永健對(duì)于顏色的迷戀為細(xì)胞生物學(xué)和神經(jīng)生物學(xué)帶來(lái)了革命性的變革,,讓其他科學(xué)家們得以“走進(jìn)”活細(xì)胞,,并實(shí)時(shí)觀測(cè)細(xì)胞分子的活動(dòng)。
目前,,錢(qián)永健是霍華德休斯醫(yī)學(xué)研究所的研究員,,他對(duì)熒光蛋白如何應(yīng)用于神經(jīng)生物學(xué)和癌癥研究中興趣濃厚,因?yàn)樗母赣H正是被癌癥奪取了生命,。
“我父親得的是胰腺癌,,診斷出6個(gè)月后,他就去世了。這是一種可怕的癌癥,�,!� 他說(shuō),“我總是想在職業(yè)生涯中做一些與臨床相關(guān)的事,,如果可能,,癌癥是終極挑戰(zhàn)�,!睂�(duì)于癌癥的診斷和治療,,錢(qián)永健十分關(guān)注。他和他的同事們已經(jīng)造出了一種U型的縮氨酸分子——一種化學(xué)療法藥物,。
化學(xué)世界的“發(fā)光體”
1994年,,華裔美國(guó)科學(xué)家錢(qián)永健開(kāi)始改造GFP,有多項(xiàng)發(fā)現(xiàn),。世界上用的大多數(shù)是錢(qián)永健實(shí)驗(yàn)室改造后的變種,,有的熒光更強(qiáng),有的黃色,、藍(lán)色,,有的可激活、可變色,。到一些不常用做研究模式的生物體內(nèi)找有顏色的蛋白成為一些人的愛(ài)好,現(xiàn)象正如當(dāng)年在嗜熱生物中找到以后應(yīng)用廣泛的PCR用多聚酶后的一波浪潮,。不過(guò)真發(fā)現(xiàn)的有用東西并不很多,。成功的例子有俄國(guó)科學(xué)院生物有機(jī)化學(xué)研究所Sergey A. Lukyanov實(shí)驗(yàn)室從珊瑚里發(fā)現(xiàn)其他熒光蛋白,包括紅色熒光蛋白,。
蛋白質(zhì)本身發(fā)光,,無(wú)需底物,起源是下村修和約翰森的研究,。1962年,,下村修和約翰森等在《細(xì)胞和比較生理學(xué)雜志》上報(bào)道,他們分離純化了水母中發(fā)光蛋白水母素,。1963年,,他們?cè)凇犊茖W(xué)》雜志報(bào)道鈣和水母素發(fā)光的關(guān)系。其后Ridgway和Ashley 提出可以用水母素來(lái)檢測(cè)鈣濃度,,創(chuàng)造了檢測(cè)鈣的新方法,。鈣離子是生物體內(nèi)的重要信號(hào)分子,水母素成為第一個(gè)有空間分辨能力的鈣檢測(cè)方法,,是目前仍用的方法之一,。
1955年Davenport和Nicol發(fā)現(xiàn)水母可以發(fā)綠光,但不知其因。在1962 年下村修和約翰森在那篇純化水母素的文章中,,有個(gè)注腳,,說(shuō)還發(fā)現(xiàn)了另一種蛋白,它在陽(yáng)光下呈綠色,、鎢絲下呈黃色,、紫外光下發(fā)強(qiáng)烈綠色。其后他們仔細(xì)研究了其發(fā)光特性,。1974年,,他們純化到了這個(gè)蛋白,當(dāng)時(shí)稱綠色蛋白,、以后稱綠色熒光蛋白GFP,。Morin和Hastings提出水母素和GFP之間可以發(fā)生能量轉(zhuǎn)移。水母素在鈣刺激下發(fā)光,,其能量可轉(zhuǎn)移到GFP,,刺激GFP發(fā)光。這是物理化學(xué)中知道的熒光共振能量轉(zhuǎn)移(FRET)在生物中的發(fā)現(xiàn),。1992年,,普臘石拿到了GFP的基因,使得研究者的應(yīng)用更加方便,。
水母素和GFP都有重要的應(yīng)用,。但水母素仍是熒光酶的一種,它需要熒光素,。而GFP蛋白質(zhì)本身發(fā)光,,在原理上有重大突破。(吳挺)