专题
“2021年年初我们把成果发表在Science(《科学》)杂志上,目前世界上没有第二个组可以做一样的研究出来。”
“我们的研究成果以封面的形式写进了国际最权威的生化教科书Principles of Biochemistry(《生物化学原理》)里。”
“我们做的东西比国外的都要好,为什么要出国?”
你能想象吗?这些顶级“凡尔赛”式的话,出自一名“90后”——西湖大学副研究员白蕊。这个1992年出生的女孩,近年来获得的奖项一个接一个,包括联合国教科文组织颁发的“世界最具潜力女科学家奖”。2022年11月3日,她又站上了阿里达摩院青橙奖的颁奖台,并获得100万元奖金。她是怎么做到的?
在自然科学领域,有3本顶级学术期刊:Cell(《细胞》)、Nature(《自然》)和Science,合称“CNS”。多少人曾为在CNS上发表一篇论文而抓狂,而白蕊博士毕业前就发表了8篇,其中5篇在Science上发表,3篇在Cell上发表,被引用上千次。8篇中的7篇,她是第一作者。
白蕊是个内蒙古女孩,出生在呼和浩特的一个普通家庭,打小就热衷于问“十万个为什么”。她透露,小时候最喜欢问的就是:小鸟为什么会飞,而我不能?树叶为什么会在秋天变黄落下来……
父母给白蕊买了一套《少年儿童百科全书》,她很喜欢,特别是那本绿色封面的自然科学卷。随着年龄的增长,科普类书籍她越看越多。到了初中,她第一次接触了生物,觉得非常有意思,愿意花时间去学,考试能考得很好,这样她就更喜欢学了。到了高中,她遇到了一些与遗传病概率计算相关的题,当大家都不知道该怎么算的时候,她可以站在黑板前给大家讲解。这让她感到很光荣。填报高考志愿时,她自然选择了生物学。
在武汉大学求学期间,奶奶因癌症去世,对她触动很大。这让她想起姥爷,在她还不太懂事的时候,他也因癌症去世。“我内心很痛恨这种疾病,于是就产生了一个‘狂妄’的想法:一定要攻克癌症。后来,我就找一些和疾病相关的课题、实验室,选择结构生物学作为研究方向,也是因为它和制药密切相关。”白蕊说。
2013年12月,时任清华大学教授的结构生物学家施一公受邀做客武汉大学珞珈讲坛,做题为《生命科学、艺术与结构生物学》的报告。“他讲得富有激情,能感染人,做的研究又很前沿,就让我感到:天啊,原来做科研这么有意思、这么重要!当时我就决定将来一定要去他的实验室。”白蕊说。
稍早,武汉大学同一实验室的师兄问白蕊:“你要不要出国深造?”白蕊回答没有想过出国的事。“你要是在国内发展,就去国内最好的结构生物学实验室。”“那是哪个呢?”“施一公老师的实验室。”
这是白蕊第一次听到施一公的名字。她去查阅了他的研究方向,发现他从事的就是与人类重大疾病相关的蛋白质研究,她一下子就被吸引了。
然而,白蕊的“追星”之路并不顺利。2014年夏,白蕊报名参加清华大学生命科学学院的暑期夏令营。无奈,在面试中,她表现得不好,落选了。“进不了清华夏令营,考研我也要考进清华。”这个执拗的女孩决定与清华“死磕到底”。
第二年,专业成绩第一名的白蕊获得了清华大学硕博连读的机会,如愿师从施一公。她坦言,刚到清华时,觉得自己就是一个“小白”。“施老师安排我们去做剪接体这样一个世界级的难题。我当时心里是发怵的。”白蕊说。
什么是剪接体?白蕊拿电影剪辑打了个比方:“我们的遗传信息写在DNA(脱氧核糖核酸)里,但它只是遗传信息储存库,并不能直接执行这些功能,需要先形成RNA(核糖核酸),再形成蛋白质,然后由蛋白质来完成生命活动。但我们的基因是片段式的,不连续,就像电影素材一样,是一段一段的,不是从头拍到尾,需要一个剪辑师来完成片段的重新拼接。执行剪接的就叫剪接体。剪接体是由上百种蛋白质组成的大分子机器,它把不同的基因片断重新拼接,会表达出不同的蛋白质。人类的基因约有两万个,而蛋白质却有几十万种。剪接体的‘取舍’一旦出错,就可能引发疾病。”
这不仅会让一个入门者发怵,即便放眼全世界,这也是个难题。有一次,施一公在组会上鼓励大家说:“正因为它是世界难题,有着重大的科学意义,所以我们一定要去做。如果我们清华人都没有这个勇气去做的话,那我们来这里干什么呢?”
“我们都是‘90后’,必须向前冲。要是不敢,第一步就输了。”白蕊说。在“冲”的过程中,她还差点儿被“绊倒”。
2015年年底的一天,白蕊结束了几天连轴转的实验回到宿舍,正准备入睡,突然感到腿有些疼。仔细一看,腿上青一块紫一块。后来,她被确诊患了自身免疫疾病。她慌了,“为什么要把自己搞成这样,身体才是革命的本钱”。她开始静下心反思,觉得自己之前没有合理安排好时间。她决定在实验效率上下功夫。在生物实验的等待时间里,她要么同时进行其他实验,要么看论文。别人做一项实验的时间,她可以完成两项甚至3项实验。
2016年1月29日,白蕊在Science杂志发表了第一篇论文,这时她刚入学半年。同年,她和师姐万蕊雪一起又在Science杂志发表了3篇文章,特别是8月26日同时发表两篇,在学术界引起了不小的震动。
2018年,白蕊第一次拿奖——清华大学研究生特等奖学金。这是清华研究生的最高荣誉。虽然她后来得过很多次奖,但她最看重的是这一次。“这是我第一次因为一些成果得奖。从那时开始,我就下决心以后一定要比之前做得更好。”白蕊说。
随着一篇篇高水平论文的发表,2019年7月,白蕊提前博士毕业,仅用4年时间就完成了硕博连读。之后,她追随施一公,来到位于杭州的西湖大学从事博士后研究工作。在这里,她继续“死磕”剪接体。
科研的道路不可能总是顺利的,“人生不如意事十之八九”。2017年5月的一个晚上,正在做实验的白蕊收到施一公的信息:她和团队的研究成果被对手英国剑桥大学的实验室抢发了。在白蕊看来,被竞争对手抢发论文,就意味着所做的努力前功尽弃。
其实他们的团队早在一年前就取得了成果,施一公也提醒要不要先发出来,但白蕊觉得还不够好,想再优化一下。“被别的实验室抢发成果这件事太令人痛心了,我希望这辈子都不要再经历了。”白蕊说。
不过,这个执拗的女孩怎么会认输?几个月后,白蕊在另一个课题——瞬变剪接体上取得突破,捕捉到当时世界上最复杂的一个剪接体状态,并于2018年夏在Science杂志上发表了一篇文章,审稿人称这是史上最重要、最振奋人心的剪接体结构之一。
还有一件事,让白蕊整夜失眠,掉头发。
有一项实验,做了大半年时间,白蕊绞尽脑汁,所有方法都用了,到2020年年初,还是做不出来。她压力很大。“我们做这种研究,可能99%的结果是失败的。”失败了也要坚持,因为失败“至少证明这条路走不通”。
在白蕊看来,实验室里的人都太优秀了,如果自己不拿出全部精力去工作的话,就觉得不踏实。“我当时有一个信念:一定能做出来。后来,我彻底放空了几天,换换脑子,然后就想到一个点子,一做就成功了。”她说,“每天看实验结果的那一刻,我都会很激动。我们是在创造知识、发现知识,这些知识可能会帮助大家对这个领域有进一步的认识,这种感觉很奇妙。”这一次的研究成果也发表在Science杂志上。
这一年,白蕊获得了联合国教科文组织授予的“世界最具潜力女科学家奖”。“那天早上9点,中国科学技术协会给我打电话,我当时还没睡醒,因为前一天晚上做实验结束得比较晚。”对于获这个奖,她有六七成的把握,所以并没有很兴奋,“因为我们做的东西真的非常重要”。
在获得国际大奖背后,值得注意的一个事实是:白蕊是中国土生土长的科学家,至今没有出国深造的计划。她说:“像剪接体分子结构这样的课题,国际上也只有三四个团队可以做,我们做得数一数二,我出国的意义几乎没有。我不觉得从国外回来的都是很优秀的人,是否优秀也要看你在国外做出了什么成果,有多重要。”
白蕊是一个爱笑的女孩。聊起这些故事,她几乎每句话里都有笑声。这笑声,是乐观,是自信。她几次说“我一定能做出来”。也许这股冲劲儿,就是她成功的秘诀。
(张看山摘自《环球人物》2022年第23期)