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    這是一場(chǎng)全球生命科學(xué)領(lǐng)域持續(xù)數(shù)十年最激烈的賽跑，中國(guó)科學(xué)家以一次完美的撞線贏得了勝利。

    2014年6月29日，英國(guó)《自然》雜志以長(zhǎng)文形式在線發(fā)表了這個(gè)讓全世界頂尖生物學(xué)家都為之一震的驚人發(fā)現(xiàn)。它也是罕見(jiàn)的，讓世界頂級(jí)期刊《細(xì)胞》《科學(xué)》“瘋搶”的重大成果。
 

    “我很緊張。這是我有生以來(lái)第一次召開(kāi)新聞發(fā)布會(huì)。”4天之后，7月3日，清華園夏意正濃，大名鼎鼎的施一公在媒體的注視下略顯羞赧，疲憊的嗓音卻透出輕松，“這次不是雜志選擇我們，是我們選擇了《自然》。”

    “阿爾茨海默癥多發(fā)于65歲以上的老人，隨著現(xiàn)代人壽命的增長(zhǎng)，患病人數(shù)將越來(lái)越多。20世紀(jì)90年代末，科學(xué)家就知道了人源γ分泌酶復(fù)合物是其致病蛋白，但幾十年來(lái)，卻從未有人看清它到底‘長(zhǎng)成什么樣’。”他在試圖用最淺顯的語(yǔ)言向普通人揭示這個(gè)令人激動(dòng)的發(fā)現(xiàn)，“我們的工作，就是讓人類(lèi)首次看到了這個(gè)蛋白質(zhì)的真實(shí)形狀、組成和幾乎所有的二級(jí)結(jié)構(gòu)。”

    “這是我科學(xué)生涯里最耀眼的成果。甚至超過(guò)了迄今為止所取得的所有成果的總和。”歸國(guó)六年，生活在“聚光燈”下的施一公一向用詞嚴(yán)謹(jǐn)，今天卻破天荒地用這樣的評(píng)價(jià)為這個(gè)成果注腳。

    拼搏，夜以繼日，“白手起家”卻領(lǐng)跑全球

    這是一個(gè)藏在施一公心理3個(gè)多月的秘密。

    2014年3月，剛剛從瑞典國(guó)王手中接過(guò)晶體學(xué)領(lǐng)域國(guó)際最高獎(jiǎng)項(xiàng)——愛(ài)明諾夫獎(jiǎng)的他，一下臺(tái)就被同行小聲追問(wèn)，“一公，你們是不是在做人源γ分泌酶復(fù)合物的結(jié)構(gòu)研究？”三個(gè)多月后，世界生命科學(xué)領(lǐng)域名氣響亮的冷泉港結(jié)構(gòu)生物學(xué)研討會(huì)上，面對(duì)40多名來(lái)自世界各地的頂尖結(jié)構(gòu)生物學(xué)家，施一公以一場(chǎng)精彩的學(xué)術(shù)報(bào)告公布了這個(gè)讓無(wú)數(shù)科學(xué)家都為之“玩兒命”的重大發(fā)現(xiàn)。

    阿爾茨海默癥，又稱(chēng)老年癡呆癥，是一種神經(jīng)退行性疾病。據(jù)統(tǒng)計(jì)，該癥已是發(fā)達(dá)國(guó)家花費(fèi)最高的疾病之一，我國(guó)目前約有500萬(wàn)該癥患者，占世界發(fā)病總數(shù)的1/4.而到2050年，估計(jì)全球每85人就有1人罹患該病。

    “人類(lèi)曾經(jīng)花了很大氣力鑒定老年癡呆癥的起因，終于找到γ-分泌酶是最重要的‘罪魁禍?zhǔn)?rsquo;?？梢恢币詠?lái)的結(jié)構(gòu)研究卻屢屢碰壁，在結(jié)構(gòu)決定功能的科學(xué)世界里，如果連這個(gè)蛋白長(zhǎng)什么樣都看不見(jiàn)，就很難解釋它的發(fā)病機(jī)理，更別提藥物研究了。”如今，獲得γ-分泌酶復(fù)合物的三維結(jié)構(gòu)，已成為全球生命科學(xué)領(lǐng)域最熱門(mén)的研究課題之一，“很多做結(jié)構(gòu)的人都想去碰一碰。就像買(mǎi)***，明明知道有個(gè)大獎(jiǎng)放在那兒，口袋里有點(diǎn)錢(qián)的人都想試試。”

    早在2004年，還在普林斯頓大學(xué)任教的施一公就把目光鎖定了這個(gè)全球科學(xué)家都“心照不宣”的結(jié)構(gòu)生物學(xué)制高點(diǎn)，但研究卻始終停留在初級(jí)階段，“人源γ-分泌酶很難獲得，只能在果蠅、線蟲(chóng)等類(lèi)似物結(jié)構(gòu)中做，一點(diǎn)兒進(jìn)展都沒(méi)有，非常痛苦。”

    2008年回國(guó)后，施一公迅速組建實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)，也把攻克這個(gè)世界級(jí)難題的夢(mèng)想帶回了清華。

    這是一個(gè)除導(dǎo)師施一公外，完全由年輕博士生組成的團(tuán)隊(duì)。27歲的年輕博士生馬丹和26歲的盧培龍是夫妻，他們倆和遠(yuǎn)在倫敦求學(xué)的好友清華畢業(yè)生白曉晨一起，共同組成最核心的力量，此外，還有清華大學(xué)在讀博士生謝田、閆創(chuàng)業(yè)、孫林峰、楊光輝、趙燕雨和周瑞。

    “要進(jìn)行結(jié)構(gòu)鑒定，最關(guān)鍵的一步是獲得純度高、化學(xué)性質(zhì)均一穩(wěn)定、有活性的人源γ-分泌酶。但它是存在人腦中的，我們根本不可能從人體中取樣。如何把這個(gè)蛋白表達(dá)出來(lái)，是最難的突破點(diǎn)。”施一公把組里的8個(gè)學(xué)生分為3個(gè)小組，他們泡在實(shí)驗(yàn)室里，從細(xì)菌、酵母、昆蟲(chóng)細(xì)胞等多個(gè)表達(dá)系統(tǒng)中尋求突破，并最終選擇了哺乳動(dòng)物表達(dá)系統(tǒng)。

    回憶起那段歲月，馬丹說(shuō)有種“快樂(lè)的充實(shí)”,“在這之前，整個(gè)學(xué)院關(guān)于哺乳動(dòng)物細(xì)胞懸浮培養(yǎng)的經(jīng)驗(yàn)非常少。我們就自己上網(wǎng)找文獻(xiàn)，還跑去一些賣(mài)耗材、制藥的、做細(xì)胞表達(dá)的公司去看儀器，學(xué)習(xí)養(yǎng)細(xì)胞的經(jīng)驗(yàn)和方法。施老師也請(qǐng)國(guó)外的專(zhuān)家給我們做講座，就這樣一步步摸索總結(jié)過(guò)來(lái)。”

    經(jīng)過(guò)大量系統(tǒng)的嘗試，以及對(duì)表達(dá)和純化方法的不斷改造和優(yōu)化，歷經(jīng)數(shù)年，他們最終利用瞬時(shí)轉(zhuǎn)染技術(shù)在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中成功過(guò)量表達(dá)并純化出純度好、性質(zhì)均一、有活性的γ-分泌酶。通過(guò)與英國(guó)MRC分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室合作，對(duì)獲得的復(fù)合物樣品進(jìn)行了冷凍電鏡分析和數(shù)據(jù)收集，最終獲得了分辨率達(dá)到4.5埃的γ-分泌酶復(fù)合物三維結(jié)構(gòu)。

    “好比國(guó)外科學(xué)家在100米外看一個(gè)饅頭，而我們?cè)?米外看一個(gè)饅頭。相比此前的外國(guó)科學(xué)家只能將該蛋白酶解析到12埃的分辨率，這讓世界科學(xué)界對(duì)阿爾茨海默癥的研究向前跨出關(guān)鍵性的一步。”

    夜以繼日的拼搏，終于讓“白手起家”的中國(guó)科學(xué)家領(lǐng)跑全球。

    科研的態(tài)度就是：堅(jiān)持、協(xié)作和擔(dān)當(dāng)

    “生平第一次”的新聞發(fā)布會(huì)上，言簡(jiǎn)意賅地介紹完重大成果，施一公驕傲地把在場(chǎng)的所有團(tuán)隊(duì)成員一一介紹給媒體。這是比這個(gè)世界級(jí)的研究成果更讓他珍視的“作品”,“我毫不懷疑這些年輕的學(xué)生大多數(shù)會(huì)脫穎而出，成為優(yōu)秀的青年科學(xué)家。”

    而在學(xué)生們的眼中，有一個(gè)永遠(yuǎn)給他們“打雞血”的施一公：一大早走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，他就等在那里，興致勃勃地準(zhǔn)備與學(xué)生討論課題。一個(gè)看起來(lái)簡(jiǎn)單的生化結(jié)果，會(huì)突然激發(fā)他無(wú)限的靈感。

    學(xué)生們都說(shuō)：“施老師不僅教給我們科研的方法，更讓我們學(xué)會(huì)了科研的態(tài)度，那就是堅(jiān)持、協(xié)作和擔(dān)當(dāng)。”

    “每次遇到困難的時(shí)候去找他，都會(huì)從他那里獲得無(wú)限的**，什么灰心喪氣都沒(méi)有了。”2013年10月的一天，馬丹和盧培龍?jiān)庥隽藢?shí)驗(yàn)中最慘痛的挫敗，辛苦養(yǎng)了一個(gè)多月的細(xì)胞在進(jìn)行最后轉(zhuǎn)化時(shí)，搖床卻突然壞了，“一搖床的細(xì)胞搖瓶，碎得到處都是，滿床都是玻璃”.是施一公的寬慰讓欲哭無(wú)淚的她重燃斗志，“科學(xué)研究從無(wú)坦途，那么多科學(xué)家苦苦較勁的世界級(jí)難題，哪能隨便成功？”

    這個(gè)課題就像打仗一樣，需要與時(shí)間賽跑，這讓一向和藹的施一公有時(shí)也變得嚴(yán)厲。2014年春節(jié)，新婚的馬丹和盧培龍硬著頭皮請(qǐng)了三天假回家見(jiàn)父母?？煞敌：?，還是被他說(shuō)了幾句，“實(shí)驗(yàn)室還有7位同學(xué)都在這兒過(guò)的年，到這個(gè)份上了，必須玩命。”

    每天都有一種強(qiáng)烈的“不安全感”的他，總是向?qū)W生強(qiáng)調(diào)從事基礎(chǔ)研究應(yīng)有的擔(dān)當(dāng)，“全世界都在為科學(xué)研究爭(zhēng)分奪秒。當(dāng)你讀到經(jīng)典文獻(xiàn)，聽(tīng)到同行又取得了重大成果的突破，甚至每聽(tīng)到一個(gè)精彩的學(xué)術(shù)報(bào)告，有鼓舞，但更深的是來(lái)自心底的壓力和不安全感?；A(chǔ)研究是一個(gè)國(guó)家騰飛的引擎，科學(xué)發(fā)展這么快，你在科學(xué)上的作為在哪里？你對(duì)國(guó)家的貢獻(xiàn)又在哪里？”

    如今，面對(duì)眾多贊譽(yù)之聲，每一位成員都在強(qiáng)調(diào)團(tuán)隊(duì)的意義，“科學(xué)研究從來(lái)不是單打獨(dú)斗，協(xié)同創(chuàng)新才能有大的突破。”

    奇跡誕生的根源：瞄準(zhǔn)最前沿的世界課題

    早在2008年，《**》就這樣報(bào)道施一公的回歸：“施一公和其他頂尖科學(xué)家的回歸是一種信號(hào)，中國(guó)在拉近和發(fā)達(dá)國(guó)家科技鴻溝的時(shí)間上，比許多專(zhuān)家預(yù)期得要快。”如今，施一公和他的同事們，以一個(gè)又一個(gè)的重大科研成果，讓這個(gè)預(yù)言變成了現(xiàn)實(shí)。

    僅僅是一個(gè)月之前，清華生命科學(xué)學(xué)院的年輕教授顏寧剛剛在同一地點(diǎn)發(fā)布了另一個(gè)世界級(jí)的科研發(fā)現(xiàn)：首次破譯人體能量轉(zhuǎn)運(yùn)通道，成功解析了人源葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白GLUT1的晶體結(jié)構(gòu)。

    奇跡，為什么能接二連三地出現(xiàn)在中國(guó)科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)室里？

    施一公說(shuō)，今天所有的成就，是他自己在回國(guó)前都“始料未及”的。放棄美國(guó)優(yōu)厚的生活待遇和科研條件毅然回國(guó)的他，被很多人認(rèn)為“瘋了”,“連我在美國(guó)的親戚都覺(jué)得我腦子有問(wèn)題。”可他說(shuō)，自己現(xiàn)在的心情卻“前所未有的舒暢”,“當(dāng)時(shí)也有過(guò)很多擔(dān)心，擔(dān)心學(xué)生質(zhì)量，擔(dān)心科研設(shè)備。但現(xiàn)在，我可以毫不猶豫地說(shuō)，實(shí)驗(yàn)室的總體水平、做科研的深度、系統(tǒng)性等，已經(jīng)全面超過(guò)我在普林斯頓最鼎盛時(shí)期的水平。”

    事實(shí)上，6年來(lái)，施一公在科研上的貢獻(xiàn)顯而易見(jiàn)：清華大學(xué)的生命科學(xué)學(xué)科從只有40多個(gè)***實(shí)驗(yàn)室增加到了120多個(gè)；被他引進(jìn)到清華全職工作的世界范圍的優(yōu)秀人才多達(dá)70余名。他自己也在《自然》《科學(xué)》《細(xì)胞》三大國(guó)際頂級(jí)的期刊上發(fā)表了15篇學(xué)術(shù)論文。

    總結(jié)自己、團(tuán)隊(duì)和同事的成功，施一公認(rèn)為有三條：一是有一批優(yōu)秀、努力的學(xué)生；二是不再囿于論文、課題的壓力，瞄準(zhǔn)的全部都是最前沿的世界級(jí)課題；三是得益于良好科研環(huán)境的支持。

    如今的他，盡管已經(jīng)站在了全世界結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究的制高點(diǎn)上，卻仍然時(shí)刻保持著拼搏的警醒和擔(dān)當(dāng)。

    “我們的目標(biāo)是得到更高分辨率γ分泌酶復(fù)合物的結(jié)構(gòu)，這樣就可以精細(xì)地解釋?zhuān)魏我粋€(gè)引起老年癡呆癥突變的氨基酸突變是如何導(dǎo)致γ分泌酶復(fù)合物切割A(yù)42的肽段，這樣就可以根據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)設(shè)計(jì)藥物分子，這是一種愿景吧。”

    “不能只把眼光盯在現(xiàn)在的成功上。別忘了，中國(guó)的整體創(chuàng)新力還只排在世界20多名。要是在所有的科研領(lǐng)域都能取得令人驚嘆的成就，那我們的國(guó)家就真得不得了了。”