【文匯報】因為很酷,我選擇了結構生物學

  本報記者 許琦敏

  “為什么會選擇生物? 因為高考的時候覺得,數理化的體系已經很完整了,但生命科學還有那么多說不清楚的東西?!?/font>

  “為什么會選擇結構生物學? 那是因為覺得它很酷??! 完全不能想象,蛋白質結構可以看到……長出的晶體那么漂亮?!?/font>

  科學是理性的,可選擇自己的科研道路卻充滿了感性,甚至藝術性,這就是1980年出生的年輕結構生物學家趙強。在美國斯克里普斯研究所做完博士后以后,他于2011年回國,在中科院上海藥物研究所建立了自己的實驗室。短短5年不到,他的實驗室已經解開了多個重要的G蛋白偶聯受體 (GPCR) 的結構。

  2014年,他獲得第一屆樹蘭醫學青年獎;2015年,他當選中科院優秀導師,又獲得科技部與蓋茨基金會聯合評選的“大挑戰2015青年科學家”稱號;今年,他又被提名中國青年科技獎。不過,他最在意的是如何讓自己的研究慢慢形成體系。

  最大領悟:懂得何時選擇放棄

  21世紀,生命科學風起云涌。1997年克隆羊多利的誕生,就是讓趙強在1998年高考時選擇了清華大學生物系的動力之一。

  他在清華的班主任是中科院院士饒子和。參觀饒子和實驗室時,通過X射線衍射儀,看到模建中的蛋白質晶體結構,趙強感覺實在太神奇了。原來晶體生長的過程那么美! 他就這么愉快地決定了今后的科研方向———

  結構生物學。

  通過X射線,觀測蛋白質的精細結構,通過了解結構的特點,深入理解蛋白質如何在生命活動中進行工作,進而為探尋疾病根源、設計新藥提供新路徑,短短幾十年發展歷史中,已有十余個諾貝爾獎頒給了結構生物學領域。師從饒子和院士以及雷蒙德·斯蒂文斯教授兩位結構生物學“大?!?,趙強感到十分幸運。

  “饒子和院士非常嚴格,我哪怕熬夜做實驗,第二天他看到我想偷懶,沒有按照實驗室要求操作,他劈頭蓋臉就批評下來?!壁w強說,當時覺得特委屈,可到了美國斯克里普斯研究所結構生物學大師雷蒙德·斯蒂文斯的實驗室,他才感到這種嚴格訓練多有必要。雷蒙德的風格是不管實驗細節,只問結果。他只給學生一個很難的課題,學生只能義無反顧、破釜沉舟地去完成,如果窮盡所有想法也無法做出來,那就選擇徹底放棄,重新換課題———這對一個博士生、博士后來說,是極其痛苦的,因為這意味著過去好幾個月的努力全部白費。

  這種訓練帶給了趙強一個非常重要的領悟:在適當的時候,懂得選擇放棄?!翱茖W就是不斷探索未知,有時堅持下去就能有大發現,有時無謂的堅持只是在浪費寶貴時間和資源?!彼f,這種抉擇很困難,但對培養課題方向選擇的感覺非常重要。

  最大心愿:解出的蛋白質能成藥

  像針腳一樣,在細胞膜上跨越7次,這就是GPCR的獨特結構。由于結晶困難,這一大類關系到人的七情六欲、色香味覺的蛋白質,其結構一直難以被解析。而雷蒙德則找到一種方法,讓GPCR可以生長出晶體。由此,這類蛋白質的神秘面紗開始慢慢揭開。

  在雷蒙德的實驗室,趙強和他的妻子吳蓓麗,對GPCR蛋白有了深入的理解,已經完成了艾滋病毒 (HIV)的重要共受體———趨化因子受體CXCR4的工作。面臨回國時,這對年輕的科學家夫婦選擇到中科院上海藥物研究所建立自己的課題組?!耙驗檫@里有完整的新藥研發鏈,可以盡快把我們的發現變成新藥?!壁w強說,這是他們最大的心愿,解開蛋白質的結構之謎,最能將其價值體現出來的,就是成為新藥的靶點。

  2013年9月,《科學》 雜志發表了趙強夫婦共同完成的趨化因子CCR5高清結構解析的工作。只要體內缺乏CCR5,就可能不被艾滋病毒感染———他們的研究解開了CCR5如何將艾滋病毒放進人體的謎團。就在拿到CCR5高清結構的當天,它就被送到別的課題組,作為靶點開始了藥物篩選。等到論文發表時,他們已篩得一個“藥物苗子”,其抑制HIV的活性比現在的常用藥物強10-20倍。經過化學結構改造、藥物毒理等測試,這一系列化合物已在進行臨床前研究。雖然制成新藥的周期漫長,但看到自己的研究在不斷推進,趙強感覺心里很踏實。

  最大壓力:從學生切換到導師

  成功解析嘌呤能受體P2Y12R、P2Y1R,以及趨化因子受體CCR5,短短5年,論文登上 《自然》、《科學》雜志,對于一個年輕的實驗室來說的確不易。不過,趙強覺得這還剛剛是個起步,他更在意的是如何讓自己的研究慢慢形成體系———現在解開的GPCR,還只是結構相對簡單的A類,而B類、C類的結構更加復雜,它們在細胞膜外有個長長的尾巴,想要解開它們的結構,還需要新方法。

  這是極具挑戰的題目,但在趙強看來,“藥物所是做GPCR的天堂,這么多做藥物研究的課題組,有大合作的氛圍,又有不斷更新的技術手段?!币舱驗榇?,他的導師雷蒙德也在趙強回國之后來藥物所,繼續發展解析GPCR的工作。

  面對科研競爭,對于一個把研究當藝術來看待的年輕科學家來說,是壓力更是動力。而趙強感覺最大的壓力是角色的切換:從學生變成導師。

  從2011年招收第一批學生,2015年他被評為中科院優秀導師。趙強整整花了一年多,來調整自己的心態:不能太顧忌學生的感受而不敢批評;對學生很多腦洞大開的想法,不能完全用經驗去否定,學生的創新想法,也是推動導師前進的動力……

  今年,他的第一屆學生即將畢業。他希望當他們畢業四五年后,能感悟到自己對他們的教育有更多作用?!拔揖褪钱斄藢熤?,才明白饒老師當年為啥要這么吼學生?!彼f,或許這就是學術薪火相傳的一種方式。

  記者手記

  “青稞”不能把精力浪費在抱怨上

  1980年出生的趙強,看上去還有些稚氣未脫,可言語之間的詼諧靈活、嚴謹穩重,儼然已有了不少成熟科學家的風采。

  能在結構生物學這樣一個熱門領域脫穎而出,除了興趣、天分,對科學方向的領悟、判斷和眼光,可能是所需要具備的更重要的素質。一流實驗室的熏陶給年輕科學家帶來的素養,會對他的科研生涯產生極其重要的影響。所以,過去多年,我國在培養人才時,非常強調要將優秀學生送到一流實驗室去訓練一段時間。

  面對趙強,記者感受到的是一種溫和與從容。盡管他和大多數“青稞”(青年科研人員)一樣,面對種種生存發展的壓力,但他都付諸淡淡一笑,而更多思考的是如何做好一個研究組長、一個好的導師,如何將自己的研究做得成體系,做有挑戰的科學問題。他說:“生存壓力總是會有的,可不能總把精力浪費在抱怨壓力上?!?/font>

  有如此豁達的心態,一方面歸功于一流實驗室的熏陶,另一方面也歸功于藥物所良好的科研氛圍。從基礎研究到藥物臨床前研發,中科院上海藥物所用十幾年時間,打造起新藥創制的研發鏈。讓基礎研究與應用聯通,成為產業發展的源頭活水,讓科學家感受到開拓未知之外的現實意義。在中國科研已蒸蒸日上的今天,或許我們更關注的應當是創新氛圍的營造,讓優秀人才爭相前來實現自己的科研理想,也由此熏陶培育出自己的一流人才。