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钱永健:我感觉像被汽车大灯照着的鹿

时间:2008-10-17 02:31来源:南方周末 作者:bioguider 点击: 202次
天才的童年

钱永健1952年出生于纽约,他的父亲钱学榘与钱学森是堂兄弟,两个人均毕业于上海交通大学,并赴美国留学。钱永健生活在一个工程师辈出的家族,父亲是波音公司的机械工程师,舅舅们则在麻省理工学院当工程学教授。他常说他自己做的也是工程学——分子层面的工程学,并且开玩笑地说:“我干这个纯粹是遗传。”



与很多获得“炸药奖”的科学家一样,钱永健从小就喜欢摆弄瓶瓶罐罐。起初是因为他深受哮喘困扰,不能经常出门和其他小朋友一起玩,只好待在家里的地下室自己设法消磨时间,而后来,从小就对科学感兴趣的他越来越迷恋上了化学,便猫在地下室里做各种各样的化学实验。有一次,他竟然还和哥哥一起偷偷制造炸药,并且成功引爆,炸坏了家里的乒乓球台。



钱永健的化学天赋很快便显现出来。16岁时,凭借一项对金属如何与硫氰酸盐结合的研究,他获得了专为中学生设立的西屋科学天才奖。这项比赛是美国历史最久、最具声望的科学竞赛之一,得奖者通常被视为未来诺贝尔奖的候选人。而他哥哥钱永佑(Richard  W.Tsien)是神经生物学家,曾任Stanford大学生理系主任。两兄弟在大学时分别获得Rhodes和Marshall奖(通常认为是美国大学生最高荣誉的奖学金,克林顿曾获Rhodes奖),到英国留学,1990年代双双成为美国科学院院士。



发明钙染料

1972年,凭借美国国家优等生奖学金,20岁的钱永健获得了哈佛大学化学和物理学学士学位。因为不太喜欢当时学校里化学的教学方式,毕业后他转而前往英国剑桥大学,改读生理学博士。在那里,钱永健开始研究如何观察大脑的神经信号网络。



1980年,他发明了钙染料,一种用于检测钙离子浓度的染料分子。这种有机染料在与钙质结合时,荧光颜色会发生奇妙的变化。第二年,他改进了将染料引入细胞的方法,随后有更多更好的染料被发明出来,并得到广泛应用。



饶毅对钱永健的这项研究评价极高,他对记者说:“钙离子染料和绿色荧光蛋白是同一个领域的两项重要的工作,光凭钙离子染料的发明,钱永健就可以得奖。有趣的是,下村修第一个发现的水母素,也是检测钙离子浓度的一种方法。他们两人可以因为发明高时间和空间分辨率的检测钙的新方法而共同获奖。”



钙离子在多种生理反应中扮演关键角色。在钱永健的钙染料出现以前,对钙离子具有空间检测能力的只有水母素,但当时要使用水母素需要将其注射到细胞内,这种方法常常会破坏细胞,而钱永健的染料无需注射也可穿透细胞壁。他的这项研究后来被广泛应用于生物体内成像技术。



为了内心的快乐

钱永健非常看重内心的快乐。他认为科学研究也应该是一种快乐。他曾经说:“你的科研领域应满足你的个性,为你内心提供快乐,这样当你在科研中的沮丧时期不可避免地到来时,才能安然度过。”



在剑桥大学学习生理学的过程中,钱永健忽然对浩瀚的海洋产生了浪漫的遐想,于是转而去学海洋学。“我总梦想着在蓝色海洋上远航,觉得那样一定很浪漫,但我最终发现它完全不是这样。我的研究只是在海湾中测量石油污染的程度,最终我发觉自己根本不关心藻海的高度。”于是,钱永健重新回到了生理学,开始专注于一项永远充满神秘色彩的领域:人类大脑。在他看来,大脑就像一部让人心醉的织布机,“它需要更熟练、更精细、更有创造性的方法把碎片拼织起来。”



然而在1977年,当钱永健因为研究大脑而获得生理学博士学位的时候,神经科学刚刚起步,人们对大脑的研究方法往往“简单粗暴”。比如要检测大脑神经元的活动,医生就会在病人头骨上打洞,把线直接连到大脑中。钱永健形容这和因纽特人在冰层上打洞钓鱼差不多。



如何才能更加精细地研究大脑呢?为了制造合适的工具,钱永健最终回归化学,开始了他对于绿色荧光蛋白的研究。



绿色荧光蛋白之路

最初发现绿色荧光蛋白的是日本海洋生物学家下村修。1962年,他在研究水母素的时候发现了一种副产物,将其命名为绿色荧光蛋白。然而下村修本人只是对生物发光现象感兴趣,对这种蛋白到底有什么样的应用则完全不予关心。1994年,美国科学家马丁·查尔菲通过线虫实验,证明了绿色荧光蛋白作为一种生物示踪分子的应用前景。“对于有些研究来说,荧光蛋白的作用可以形容为‘起死回生’:原来有些方法,需要把生物变成死物才能研究一些现象和过程,而荧光蛋白为主要支柱之一的现代成像技术,使科学家在活的细胞中观察和研究这些过程,使一部分‘死物学’变成‘生物学’。”饶毅这样评价道。他对记者解释说,比如说要研究果蝇体内的一种蛋白质,这种蛋白质在它出生2天的时候还没有,到它出生10天的时候才有,对此,以前人们的研究方法就是把2天的果蝇打碎,测蛋白质的含量,再把10天的果蝇打碎,测蛋白质的含量,这就是把“生物”变成了“死物”。而现在有了荧光蛋白就不一样,它可以让你在活的生物体内进行观察,把“死物”重新变成“生物”。



然而,绿色荧光蛋白虽然好用,但它只能发出绿光,如果要研究多个目标该怎么办呢?这时候,生性浪漫的钱永健开始将目标瞄准了彩色荧光蛋白。通过对荧光蛋白发光原理的研究,钱永健不仅找到了让绿色荧光蛋白发光更强、时间更久的办法,并且成功地制造出不同颜色的荧光蛋白,甚至还有可以变色的荧光蛋白。



面对这些绚烂的色彩,喜爱色彩的钱永健别出心裁地将它们分别命名为蜂蜜黄,香蕉黄,桔子黄,番茄红,橘子红,草莓红,樱桃红,葡萄紫,红莓紫和李子红。“我总是被色彩所吸引。”正是色彩,让他的工作更加有趣。“如果我天生是个色盲,估计就不会取得今天的成就了。”钱永健说。



为癌症作点贡献

钱永健是一个极其聪明的人。在接受美国媒体采访时,他的同事、美国加州大学圣迭戈分校国家显微成像与研究中心主任马克·爱利斯门说,钱永健是他见过的最聪明的人。“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。”



曾在钱永健实验室中学习工作的王磊(音)告诉本报记者,“他的知识面很广,对化学、物理、数学、生物等领域都非常了解”。而另一名毕业生张瑾(音)则将其成功总结为“开阔的视野,非凡的创造力,还有勤奋的工作”。



钱永健说,他今后不会再花太多时间在荧光蛋白上。他将把自己的时间投入到改善人类生存状况,尤其是希望能为治疗癌症、中风和动脉硬化作点贡献。因为他的父亲和导师都死于癌症,“我一直想在临床方面做一些与我事业相关的事,”钱永健说,“如果可能的话,癌症就是终极挑战。”



“今天不如昨天聪明”

其实,早在获得诺贝尔奖之前,钱永健就已经拿到了很多有分量的大奖,其中包括2004年获得的有“诺贝尔指针”之称的沃尔夫医学奖。此外,他还拥有不少于60项的美国专利发明。在他实验室中工作的博士舒校坤说,钱永健可能是全美国拥有专利最多的科学家之一,可能也是世界上被邀请做学术报告最多的科学家,因为化学界和生物界都爱听他的报告,其中既有技术应用、又有一些很有趣的现象。多年来很多人都相信钱永健会得诺贝尔奖,或者是化学奖、或者是生理学奖。



熟悉钱永健的人都对他出色的钢琴技艺印象深刻。钱永健在哈佛大学求学时,因为厌倦了当时的化学课程,自己主动去修了不少钢琴课。



此外钱永健还酷爱运动,他每天骑自行车上下班,有时候去潜水,前不久还参加了圣迭戈的长跑比赛。



在他获奖后,祝贺和采访的电话从世界各地潮水般涌来,钱永健有点招架不住。他对记者说:“我感觉自己有点像被汽车大灯照着的鹿,我今天肯定不如昨天聪明。”另外他还特意感谢了一下水母:“尽管我们不明白它们为什么要发光,但上千万年来它们一直在发光。要是没有水母,今天这一切都不会发生。”



作为华裔科学家,钱永健希望他的获奖可以激励中国年轻人,“当然,我希望各个国家的年轻人都能受到激励,但我知道,中国人对此会尤感骄傲”。 (责任编辑:泉水)
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