錢永健:好“色”的諾獎得主

錢永健:好“色”的諾獎得主

錢永健和夫人溫迪(右),以及他的同事,學生等近百人出席.

錢永健:好“色”的諾獎得主

錢永健:讓熒光蛋白變色的人

因色彩結緣的化學研究與婚姻

錢永健兒時患有哮喘,不得不盡量避免耗費體力的室外運動,經常呆在家裡。百無聊賴的他就在家中的地下室做化學實驗,實驗過程中產生的鮮豔色彩讓他很著迷,他常常一做就是幾個小時,父母還專門給他買了一套化學實驗用具。隨著實驗的深入,他不再滿足於安全性較高的化學實驗,他想嘗試做更刺激的化學實驗。一次,他用自制的火藥製作了一枚手榴彈,在引爆時不小心把家裡的乒乓球檯炸壞了。日積月累,錢永健漸漸養成了勤思考、愛動手、善於觀察的好習慣。

美國的中學教育頗有特色,老師們經常鼓勵學生自己動手做實驗、寫論文,政府為此還設立了許多獎項,其中最為著名的,就是一年一度的“美國西屋科學天才獎”,該獎素有“小諾貝爾獎”之稱。錢永健在16歲那年憑藉一個金屬易受硫氰酸鹽腐蝕的調查項目獲此殊榮。之後,他憑藉全美優秀學者獎進入哈佛大學讀書。“因為父母期許的正統專業已被兄長們佔盡先機”,他選擇了有機化學,20歲時,他以化學和物理學雙學士學位從哈佛大學畢業。

錢永健在接受媒體採訪時,曾這樣說,自己選擇化學領域主要是因為家裡其他人對化學研究不感興趣,他想選擇一條與眾不同的人生之路。上大學時,雖然成績出色,但錢永健也有過對化學研究厭倦的時刻。他對呆板的課程設置頗為不滿,有一段時間上了不少的鋼琴課。讀本科期間,錢永健和長兄錢永佑分獲全美大學生競爭最激烈、難度最大的獎學金Marshall和Rhodes學者獎,雙雙前往英國繼續深造,分別入讀劍橋大學和牛津大學。錢永佑後來成為世界著名神經生物學家,曾任美國斯坦福大學分子和細胞生理系主任。

在英國劍橋大學丘吉爾學院讀研究生時,錢永健渴望進行一些更加激動人心的研究,最初他選擇了分子生物學研究,而後是海洋學研究,再之後又轉到生理學研究,並於1977年獲得生理學博士學位。最終,痴迷色彩的他又“迴歸”化學,開始了對綠色熒光蛋白的研究。

1962年,美籍日裔科學家下村修從一種水母身上分離出了綠色熒光蛋白(GFP)。之後,美國科學家馬丁·查爾菲發現了綠色熒光蛋白在細胞生物學領域的應用價值,實現了綠色熒光蛋白基因在高等動植物細胞中的高效表達,並於1994年在美國《科學》雜誌上發表《作為基因標識的綠色熒光蛋白》一文,標誌著綠色熒光蛋白開始正式投入實驗室應用。幾乎在同一時期,錢永健利用基因突變的方法對綠色熒光蛋白進行“大刀闊斧”地化學改造,使它發出的光更強、更穩定。同時,他還衍生改造出各種顏色的熒光蛋白,如藍色、黃色、橙色、紅色、紫色等熒光蛋白,為利用多色熒光蛋白標記,同時追蹤多種生物細胞變化的研究奠定了基礎。

談及感情,錢永健饒有興趣地說,和自己的研究方向一樣,同樣是色彩成就了他和妻子的婚姻。

錢永健在英國劍橋大學留學期間的一年初冬的一天下午,他在校園裡看見一個金髮碧眼的漂亮女孩,女孩的手腕上戴著一隻光芒四射的手鐲,隨著手腕的起落幻化出各種迷人的色彩。攀談之中,錢永健得知女孩叫溫迪(Wendy Globe Tien),是劍橋大學化學系的學生,地道的倫敦人,那隻手鐲是她利用普通塑料管,注入化學藥水自制的。錢永健一向對色彩情有獨鍾,兩人就用一下午的時間交流著彼此對色彩的獨特感受,直到夜幕降臨,才依依不捨地分別。相識一週,兩人就進入了熱戀狀態。

1981年,錢永健學成回到美國,進入加州大學伯克利分校,成為一名大學教授。翌年,溫迪追隨他來到美國,兩人在當地的教堂裡舉行了隆重的婚禮。1989年,錢永健將自己的實驗室搬到了加州大學聖地亞哥分校,去世前他一直任職該校的藥理學教授以及化學與生物化學教授。

錢永健:好“色”的諾獎得主

錢永健獲獎.

多色熒光蛋白研究成就諾貝爾獎

下村修、馬丁·查爾菲、錢永健因在“發現和研究綠色熒光蛋白(GFP)方面做出的貢獻”,共同獲得2008年諾貝爾化學獎。錢永健也成為諾貝爾獎創辦108年以來第7位獲此殊榮的華裔科學家。

錢永健的天分與成就是圈內人士公認的。錢永健長期的合作者、美國加州大學聖地亞哥分校國家顯微成像與研究中心主任馬克·愛利斯門說,錢永健是他見過的最聰明的人,他曾這樣評價錢永健:“他擁有世界上最美麗的大腦,不僅因為他能夠深入思考如何填補已知科學領域的空白,更因為他知道如何發現新問題。他挖掘得很深,理解問題又快,還擅長把問題的各個部分統一起來看,發現新的研究工具,以此幫助其他科學家挖掘其他新問題。”對於自己的成果,錢永健的評價謙虛而恰如其分:“我只是將一本晦澀的小說變成了一部通俗的電影而已。”他強調,自己並不是綠色熒光蛋白的發現者,他只是擴大了綠色熒光蛋白的調色盤,只是一個製造工具的人。多色熒光蛋白標記技術為細胞生物學與神經生物學的研究和發展帶來了一場革命。如今,科研人員在實驗室裡可以清晰地觀察、跟蹤活細胞在實驗狀態中的種種變化。

對未生育子女的錢永健而言,熒光蛋白就是他潛心培育的孩子,在研發不同顏色熒光的過程中,他也曾遇到讓他傷透腦筋的狀況。“除了綠色熒光之外,我還找到了黃色、紅色等不同顏色的熒光,但是同一種顏色熒光的深淺程度不一,該如何命名才能清楚辨別是一大考驗。”錢永健說,他靈機一動,想到了小朋友們使用的不同顏色的蠟筆,他決定用不同的水果名稱為同一種顏色、深淺程度各異的熒光命名,如顏色偏暗的黃色熒光就叫“蜜瓜黃”、稍微成熟亮眼的就叫“香蕉黃”、黃中帶綠的就叫“檸檬綠”、介於黃綠之間的就以“柑橘橙”命名。至於紅色熒光的命名就更“熱鬧”了,鮮紅色的叫“番茄紅”、較柔和的紅色叫“草莓紅”、紅中帶紫的叫“櫻桃紅”,其餘由淺至深的紅色熒光分別被命名為:“覆盆子紅”“葡萄紅”“梅子紅”。在錢永健眼裡,科學研究如同一場棒球賽,是具有“低打擊率”,但並非“零成就”的工作。

錢永健:好“色”的諾獎得主

憶錢永健:一個耕耘在科學最前沿的樸素之人

科學豪門身世備受關注

錢家祖籍中國浙江杭州,是江浙地區頗有聲望的家族,據家譜記載,他們是吳越國王錢鏐的後裔。錢永健的曾祖以經營絲綢為生,膝下兩子——即錢學森的父親和錢永健的爺爺。在西方現代科學和民主思想的薰陶下,錢家兒孫們開始投身科學界和知識界,並迅速嶄露頭角。

錢永健的父親錢學矩出生於1915年,少年時因家道中落,一直由錢學森的父親資助讀書。錢學矩與錢學森這一對年齡相近的堂兄弟,同樣聰明絕頂且志趣相投。他們曾一同就讀於國立交通大學(今上海交通大學),攻讀機械類專業。大學畢業後,錢學矩在清華大學當了一年助教。1934年和1935年,兄弟倆先後考取並獲得清華大學“庚子賠款”留美官費生資格,雙雙赴美深造,倆人學的都是航空航天專業。

20世紀四五十年代正是國際政治風雲動盪的時期,歷史的際遇和個人的選擇,使得之前人生軌跡相似的兩個堂兄弟最終走上了不同的道路。

1941年左右,錢學矩學成回國,成為貴陽大定發動機製造廠的總工程師,負責製造飛機。然而,生逢亂世,報國無門,錢學矩他們用來製造飛機的資金被官員貪汙了,他心灰意冷地回到了紐約。1944年,他把夫人李懿穎和大兒子錢永佑接到美國,從此定居他鄉。

錢學矩是出色的空氣動力學專家,曾擔任過美國波音公司的總工程師。後來,他和夫人在美國接連生下了二子錢永樂和三子錢永健。那時,他的堂兄錢學森開始在美國航空研究領域中脫穎而出。1949年,錢學森應聘成為美國加州理工學院教授,並出任加州理工學院噴氣與推進實驗室主任,領導美國太空火箭的研究。同一年,錢學矩申請加入美國國籍。

錢學森1955年回到中國,那時堂侄錢永健才3歲。回國後,錢學森從事的是絕密的國防科研,加上中美之間的特殊關係,與這位堂侄之間更不會有一般叔侄間的交往。所以,從他們的直接關係來說,中國的“導彈之父”錢學森與錢永健的獲獎風馬牛不相及。

得知錢永健獲獎的消息,當時正在家休養的錢學森聽說後很是高興,他說:“永健雖然出生在美國,但他的父母都是堂堂的中國人,因而此次獲獎既是中國人的光榮,也是我們錢家人的光榮,可喜可賀。”錢學森之子、錢永健的堂哥錢永剛受母親蔣英之託,忙著給錢永健發賀電。錢永剛說:“兩家人後來幾乎沒什麼來往。改革開放以後,中美關係緩和,錢永健的母親曾經帶著兒子們回國探親。這個事我是知道的,但是當時沒見面。”直到2009年年底錢學森過世,他們也沒能見上面。

據錢永剛講,由於錢氏家族支脈較多,到了近代,他們這一支又立了一條新家規:“繼承家學,永守箴規。”家規規定,從錢王第30代孫開始啟用新家譜——這8字箴言既是家訓,又是輩分。子孫均按照“繼、承、家、學、永、守、箴、規”這8個字往下排輩分,取名字。

眾多記者對錢永健的華裔身份表示出極大的興趣。在回答“與中國有什麼聯繫時”,在美國出生長大的錢永健顯示了他的幽默特質:“對於我來說,中國當然不是隨便一個不相關的‘外國’。我的父母出生在中國,我的DNA來自中國,我還有不少親戚在那裡。我們家是一箇中國文化與美國文化的混合體。你看,我姓錢,這也是很有中國特色的。我對中國文化也很感興趣。”

錢永健絲毫不否認家庭因素對他事業的幫助。他說:“我的大哥是斯坦福大學的著名神經生物學家,從小時候開始,我們就經常有研究上的合作。二哥是計算機科學家。我認為父母的遺傳對我們有影響。”

錢永健:好“色”的諾獎得主

錢永健熒光蛋白的研究領先者發明檢測鈣離子濃度的染料分子,...

一個生物化學家的責任與擔當

在得知自己獲得諾貝爾獎的當天早晨,錢永健仍然騎自行車到加州大學聖地亞哥分校的實驗室上班。被問及得獎之後有什麼不同時,平素治學嚴謹、為人謙遜、行事低調的錢永健再次顯示了他與眾不同的特質,他說:“除了應付突然多出來的記者招待會,配合拍照和採訪,其他沒什麼不同。”

當被問及“你認為成功的關鍵是什麼”時,錢永健坦承:“第一,一定要具備勤奮、刻苦的精神。中國人都很勤奮,當然其他國家的年輕人也一樣。第二,一定要有社會責任感,我所說的社會責任感主要是指要遵守從事生物化學的道德倫理,一些實驗是不能在人類身上進行的。第三,要努力激發自己的興趣,對待工作一定要充滿激情。”

言及孩童時期的教育,他認為:“不要束縛他們,不要人為地設置任何邊界,要讓他們自由地發揮自己的想象力與創造力,就像德國南部小鎮林道毗鄰奧地利和瑞士,3個國家之間幾乎沒有任何界限,人們可以隨處遊玩。小孩子的生活也該是這樣的,而不是被人為地隨意改變。父母千萬不要陷入‘老師說怎麼樣怎麼樣’的教育誤區,這是最可怕的。”

1997年,錢永健的父親錢學矩被確診為胰腺癌,6個月後就去世了。不久,錢永健的導師也被肺癌奪走了生命。這一切讓錢永健覺得自己有責任找到一種更好的辦法,為飽受癌症折磨的人減輕痛苦。獲得諾貝爾獎時,錢永健的諸多身份中其中一個身份是霍華德休斯醫學研究所的研究員,他的研究方向是熒光蛋白如何應用於神經生物學和癌症。

錢永健和他的同事們已經制造出了一種U型的縮氨酸分子—— 一種化學療法藥物。這個“熒光老頑童”期盼通過熒光共振能量轉移(FRET)技術,追蹤癌細胞蛋白的增生過程,進而研究出新的比對劑與治療方法,而用不同顏色的熒光蛋白進行著色造影,則能讓醫生在進行手術時準確地清除腫瘤或病灶,不會誤傷到患者的其他神經系統與組織。錢永健說:“我希望我們的這個研究最終能夠幫助到更多的癌症患者。”然而,遺憾的是,他沒能走到“最終”。2016年8月24日,這位美籍華裔生物化學家的生命在美國俄勒岡州畫上了休止符。


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