顏寧研究團隊背后的成功故事
導語:2017年3月15日,華人盛典組委會公布顏寧獲得2016-2017年度 “影響世界華人大獎” 提名。下面是yuwenmi小編為大家整理的人物故事,歡迎閱讀與借鑒,謝謝!
葡萄糖,地球生物最重要的能量來源。它,究竟如何進入細胞?100多年來,多少科學家為之著迷。
6月5日,英國《自然》雜志揭開了這個源自生命內部的奧秘:由37歲的中國科學家、清華大學醫學院教授顏寧率領的80后、90后年輕團隊首次成功解析了人源葡萄糖轉運蛋白GLUT1的晶體結構和工作機理。
“要針對人類疾病開發藥物,獲得人源轉運蛋白至關重要,因此,這是一項偉大的成就。”2012年諾貝爾化學獎得主布萊恩•克比爾卡為之驚嘆。
“學術界對于GLUT1的結構研究已有半個世紀之久,而顏寧在世界上第一個獲得了GLUT1的晶體結構!從某種程度上說,她戰勝了過去50年從事其結構研究的所有科學家。”美國科學院院士、加州大學洛杉磯分校教授羅納德•魁百克說。
這一次,中國科學家的確打敗了數十年來全世界為之苦苦鏖戰的頂尖科學家。而在這場歷經百年的科研比拼中,創造奇跡的,是一支主干力量完全“本土化”的年輕團隊——70后的導師顏寧,80后的博士后鄧東,90后的博士二年級學生徐超、吳建平,以及四年級本科生孫鵬程。
做科研,就要有股“死磕”精神
2014年1月17日,顏寧和她的每一個團隊成員都沒想到,成功的歡欣來得如此之快。
傍晚5點多,顏寧坐在辦公室里,緊張地等待著實驗數據的收集結果。5個多小時過去了,她給學生鄧東打了一個電話。“還在處理數據。”鄧東回答,他也從計算室里走了出來,緊張的心情讓他覺得,即使一分鐘的等待,也仿佛過去了半個世紀。
5分鐘后,大約晚上10點半。“哇!”當打開電腦軟件查看數據結果時,在場的所有同學不由得大聲歡呼。鄧東已然抑制不住自己的情緒,激動地跑到導師顏寧的辦公室。此時的顏寧,平靜地看著鄧東,一句話也沒說。數據結果一錘定音,這項成果的歷史意義,此時無法用言語表達。
在經歷兩年多的集中研究、近半年的全力攻關后,顏寧研究團隊終于攻占了又一個生命科學研究高地——成功解析了人源葡萄糖轉運蛋白GLUT1的晶體結構和工作機理,在人類理解和治療癌癥與糖尿病的征程中邁出了關鍵的一步。
這是過去幾十年間,美國、日本、德國、英國等國的諸多世界頂尖實驗室都曾經或正在為此全力攻關,但始終未能成功解決的難題。
“葡萄糖是生物已知最重要、最基本的能量來源,它代謝的第一步就是進入細胞。但親水的葡萄糖溶于水、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。鑲嵌于細胞膜上的轉運蛋白,如同在細胞膜上開了一扇一扇的門,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。”正是重要膜轉運蛋白的功能機理的重要意義,讓2007年剛回清華大學執教的顏寧“痛下決心”,“死磕”這個世界科學家幾十年來追求的至高目標。
研究轉運蛋白的機理,最重要的一點就是讓它乖乖結晶后給其拍照,再將不同構象的分子照片連續起來,組成分子電影。但轉運蛋白高度動態的內在性質卻讓以往眾多科學家飽嘗失敗的滋味。
顏寧決定反向思維。她發現,要想讓GLUT1結晶,第一是讓它的動態慢一點、再慢一點、老態龍鐘一點,這樣就可以截獲其中一個狀態了;第二是在低溫下讓分子運動降低后再結晶。
歷經幾百次的實驗,2014年1月12日,他們終于在一種結晶條件下生長出了幾顆非常小的晶體,實驗室開始24小時不間斷實驗,向最后的勝利發起沖擊;1月15日,累極了的鄧東發現了一顆非常滿意的晶體;1月17日,在上海同步輻射中心的數據收集證明,不僅僅是那1顆滿意的晶體,他們后來準備的很多晶體都收集到完整的數據,經過快速的數據處理:他們成功了!
在收集數據之后,顏寧實驗團隊進行結構解析,并將這一成果投向了《自然》雜志。5月18日,該成果在《自然》雜志在線發表后,立即引起世界科學界的關注,充分肯定這是一項“具有里程碑意義”的重大科學成就。
面對世界科學家無從下手的實驗,顏寧研究團隊用“死磕”精神和嚴密邏輯收獲了科學研究上的完美勝利。
追尋科學夢,一支年輕的“本土”團隊
“今天,與一堆學生約好唱卡拉OK,我忙完手頭事情趕過去的時候,卻沒人;打電話,都說喝醉了,撤了。我笑罵幾句,竟然敢放我鴿子,但完全理解。我知道,鄧東太不容易,背負了各種壓力,太多期望,我以他為傲!”5月20日,顏寧的一篇日志,記錄下了實驗成功后團隊成員難得的一次放松。
平均每天12個小時的高強度實驗,恒溫4度的“冰箱”實驗室,實驗團隊幾百個日日夜夜執著地進行著他們好奇而又熱愛的科學戰役——如果不是親眼所見,你很難想象,這個創造世界科研領域奇跡的研究團隊平均年齡只有20多歲;更難以想象的是,在這個被浮躁裹挾著的社會里,這群年輕人卻如此心無旁騖地醉心科研。
究竟是什么力量,在短短幾年內就讓中國科學家自己的實驗室里生長出了世界級的研究成果,更鍛造出一支精干的科研“奇兵”?
年輕的團隊充滿著無限的活力,年齡的相近使他們之間亦師亦友。在這樣的團隊里,對學生而言,收獲的不只是科研成果,更是珍貴的系統的科研訓練和成長經歷。
“有什么開心的事、不高興的事,我們都和顏老師溝通。”鄧東說,而他自己也被幾位“小弟”稱為“東哥”。
“從細胞培養到提純蛋白再到培養晶體,與東哥一起篩選‘突變體’。感受最深的是系統的科研工作。”吳建平說。
“在本科二年級時就能參與到這項科研,并能真正參與其中的一些工作,我最大的收獲是一種信心和感覺。”孫鵬程說。
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