钱永健:点亮科学的诺奖获得者

2016-10-01 00:00  来源:《北京青年报》  作者:张嘉  共有评论

    美国当地时间8月24日,64岁的钱永健如往常一样骑自行车外出,没想到这一去就是永别。钱永健生前为加州大学圣迭戈分校医学院教授,该校8月31日发表声明:2008年诺贝尔化学奖得主、华裔科学家钱永健去世,讣告中写道:“钱永健的工作点亮了科学。”钱永健是钱学森的堂侄,而其全家更是满门科学家,难怪钱永健在获得诺奖时坦承:“每人都会从父母身上继承一点东西,我可能就是继承了这种科学家的 ‘基因’,注定了继承家族的血统,从事这样的工作。”
    满门科学家
    钱永健1952年出生于美国纽约,在新泽西州利文斯顿长大。他的父亲钱学榘是中国导弹之父钱学森的堂弟,是出色的空气动力学专家,拥有许多航空技术专利,曾任美国波音公司工程师。钱学榘早年毕业于中国上海的国立交通大学,后与钱学森带着庚子赔款支付的奖学金到美国念书。1944年,钱学榘将妻子与长子钱永佑接到美国定居。钱永健是家里第三个孩子,钱永健母亲的数位兄弟都是美国麻省理工大学的工程学教授。
    对于钱永健的突然离世,钱学森之子钱永刚表示震惊和意外,他很遗憾自己没有见过钱永健,“我与他的母亲见过多次,他家的家教非常好,他们家三兄弟中,两个是院士(钱永佑、钱永健),一个是计算机界的最高奖项‘图灵奖’的获得者(钱永乐)。这在二十世纪留学外国的华人家庭中异常难得。过去有个传言,谁家孩子要出国留学,得先到钱永健家呆3个月,感受他们家的家教,否则可能学不出来。这其中钱学榘的夫人功不可没。”
    正是有着这样的家教,人们印象中的钱永健总是谦逊、低调、诚恳,看问题的眼光独到、犀利,对科学研究充满热情和专注,对学生和同事慷慨无私。
    钱永健在新泽西州的利文斯顿长大,而说起来,那时的移民生活诸多心酸,钱永健曾回忆父亲在美国找过很多工作,但是早期并不容易,后来移居到利文斯顿后,家人看中了一套房子,但是开发商拒绝卖给他们,理由是不希望利文斯顿成为一个中国城,他们也不会把房子卖给两家中国人,让他们成为邻居。后来还是他父亲的公司主管给开发商去了一封信,投诉他们有种族歧视是违法的,开发商才同意把房子卖给他家。
    钱永健与夫人温迪·格劳伯·钱没有生育,两人有一继子,大约3年前,钱永健中风后,他们搬到俄勒冈州尤金市的继子处居住,并最终在那里去世。出事当天,钱永健独自一人骑自行车出门,一直未归,之后他的妻子温迪报警,找到他时人已经去世。人们猜测钱永健去世原因可能是再发中风,但更准确的死亡原因还未确定。
    对于钱永健的离世,悲痛的温迪表示,钱永健是“先行者、探索家,他拥有自由飞扬的灵魂,充满勇气、决心、创造力和智慧”。生前钱永健曾开玩笑说自己未能完全顺遂父母心意,首先是没有好好学中文,以至于长大后几乎不会说,其次是没有娶中国人做太太。
    少年天才
    钱永健一生获奖无数,几乎囊括所有生命科学领域大奖,也是唯一一位华人沃尔夫奖和诺贝尔奖“双得主”。是美国国家科学院院士、美国国家医学院院士、美国艺术与科学院院士。而其年少成名,更是当之无愧的少年天才。
    小时候的钱永健有哮喘,所以很少出门,那时看他对化学有兴趣,家人就给他买了一套化学实验用具,地下室就成了他的实验室,从那时起,钱永健就沉迷于实验,一个流传甚广的故事,是他和哥哥的一次实验引爆了自制的火药,导致家中一张乒乓球桌被烧焦。钱永健8岁时的实验记录本如今被收藏在瑞典斯德哥尔摩的诺贝尔博物馆中,16岁时,他以研究金属与硫氰化合物结合的论文,获得美国“西屋科学天才奖”全国一等奖,后来获得美国国家优等生奖学金进入哈佛大学,攻读化学和物理。20岁时,他和哥哥钱永佑分获全美大学生竞争最激烈、难度最高的奖学金Marshall和Rhodes学者奖,双双前往英国,分别入读剑桥和牛津,他获得生理学博士学位,哥哥钱永佑后来成为著名神经生物学家,曾任斯坦福大学生理系主任。
    钱永健于1989年起在加州大学圣迭戈分校工作,2004年获得有诺贝尔指针之称的沃尔夫医学奖,钱永健曾形容自己的工作是“训练分子间谍,这些间谍进入细胞或器官后会向我们汇报发生了什么情况,这一切都是细胞还活着的时候进行的”。
    人们评价钱永健是集大成的科学家,在于他知识领域的宽泛,著名生物学家饶毅曾写道:“钱永健的工作,从上世纪八十年代一开始就引人瞩目。他可能是世界上被邀请作学术报告最多的科学家,因为化学和生物界都爱听他的报告,既有技术应用,也有一些很有趣的现象……很多人认为钱永健会得诺贝尔奖,可以是化学奖,也可以是生理学与医学奖。”
    而从钱永健的求学之路来看,他走出的绝对是一条名留青史的“超级学霸”之路,在剑桥大学时,钱永健曾经从化学专业转到了分子生物学。之后,因为他脑中总是有一些关于在蓝色大海上航行的梦想,又转到了海洋学,但学了之后发现,他所学的知识和美梦无关,“我的研究包括测量海湾的石油污染状况。最后,我终于明白,我根本不关心海藻的深度问题。你的科学领域应该完美地契合你个性的深处,在你的沮丧期不可避免地到来时,这样的契合能为你提供最本真的愉悦。”
    就这样,钱永健从海洋学又转到了生理学,并获得博士学位。当时,他的研究主要侧重于人脑,这对于他来说更有研究的乐趣。
    在钱永健看来,人脑是一部让人心醉的织布机,“它需要更为熟练、更为精细、更有创造性的方法把碎片拼织起来。”不过最终,钱永健还是“回归”化学,开始了自己对于绿色荧光蛋白的研究之路。
    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。
    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(GFP)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。
    (摘自《北京青年报》张嘉)□

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