清华大学教授颜宁:专心致志做事 自由自在做人
2010年8月,清华大学聘请的国际评估小组对其生物医学研究方向进行了评估,年轻教授颜宁给他们留下深刻印象:
“无论以哪个标准衡量,颜宁博士已位居世界最优秀的年轻结构生物学家之列。”
“她具有相当的创造力和原创性,过去3年中,她在膜蛋白结构生物学领域取得突破性成就,在《自然》杂志发表两篇论文,在《细胞》和《自然-结构和分子生物学》期刊上各发表一篇论文。基于过去3年她取得的极大成功,我们认为未来5年到10年„„她将是杰出青年女性科学家的榜样。”
从2000年清华大学毕业到普林斯顿大学攻读博士,到今天清华大学医学院的独立研究员,十年间,颜宁从一名生物医学专业的高材生成长为一名杰出的青年结构生物学家。这位年轻、执着的女性,热爱研究、热爱生活,她的科学之路是怎样一个轨迹?
“刚开始,我没有想到会做一辈子的研究,也许比较幸运,我遇到的环境一直很好。特别是2003年以后,自己的科研工作大部分比较顺利,总能体会到研究的乐趣,这种成就感让我越来越沉迷于其中。”
2007年7月,不满30岁的普林斯顿大学博士颜宁,受聘清华大学医学院教授,成为清华大学最年轻的教授和博士生导师。
她领导的实验室主要利用结构生物学和生物化学手段研究重要膜转运蛋白的功能机理,研究胆固醇代谢通路的调控机理,以及研究植物激素脱落酸的信号传递机理。在仅仅3年多的时间里,她的实验室取得了一系列突破性成就,以通讯作者身份发表或被接受 7篇论文,其中关于脱落酸受体的结构生物学与生物化学分析的研究论文被《科学》杂志评选的“2009年科学十大进展”引用。
在2011年国际“三八妇女节”来临之际,颜宁接受《科学时报》采访,她说:“在清华我学会了学与玩,清华给了我五彩的大学生活;在普林斯顿,从22岁到29岁,我学会了做研究,普林斯顿塑造了我的职业性格;现在是我做研究的黄金时期,我希望能够专注于科研工作。”
“在过去3年多的时间里,我对自己的研究工作基本满意,我最有成就感的事情有两件,一是把开始以为非常有挑战性的工作变得不那么难了;二是眼看着一批懵懵懂懂的学生,甚至本科生,变成了会独立思考的青年科学家。我们现在正在做的是要找出下一个挑战,希望可以解决更有普遍意义、更基本的生物医学问题。”
清华 五彩青春
“父母支持我选清华,我就上了清华”
1996年9月,颜宁成为清华大学生物科学与技术系的一名新生。她说,清华是迷迷糊糊的选择。
从小学到高中,颜宁一直是好学生、乖孩子。高中时代,她更喜欢文科,文理分班时,她自己选了文科。但因为每次考试都是年级第一,班主任老师认为成绩好的一定要学理,再加上当时盛行“学好数理化,走遍天下都不怕。”于是她被拉回到了理科班,她自己倒也不排斥。
高考填志愿时,母亲非常希望她学医,但她害怕解剖,不敢当医生;母亲又建议她学金融会计,她实在是没有兴趣;父亲听说“21世纪是生命科学的世纪”,就建议她去学生物学。“我当时想,生物与医学挺近的,为了让爸妈都开心一下,于是,我就报了生物系。当然,我高中学生物时也觉得挺有意思。”
当时在北京,成绩好的学生一般会把清华大学或北京大学作为第一志愿。但对颜宁来说,选择清华也是父母帮她做的决定:“我那时很乖,很多决定都是爸妈帮我做。他们当时并不清楚各个学校各自的学科优势,只是觉得清华更稳重,于是我就来了清华。”
上大学后,她开始有了自己的想法,没有那么听话了。她说:“在清华,我学会了玩,我从清华获得了五彩的大学生活。”为什么呢?
“因为开始大家觉得进清华是一件很恐怖的事情,竞争很大,压力很大,我刚进来时也是这种感觉,特别进清华的第一学期,整天担心自己考试会不会不及格啊,会不会被学校赶出去啊,就是那种患得患失的感觉。”
第一学期期中考试,她的数学得了67分,“我觉得这是我一辈子都记得的分数,因为从来没这么差过。 但仔细一想,我考数学时特别紧张,脑子根本不转,在这种情况下都没有不及格,说明清华并不恐怖。从那以后,突然间,我心理上一下子就轻松了。后来才发现,一个人到一个新环境,重要的就是一个心态调整。对我来说,紧张感去掉后,就能从容地做事了,还能做的不错。”
在清华的第一年,颜宁一门心思只放在功课上,第二年就开始做生物系学生会主席,参加、组织了许多社会活动,与好朋友学国标舞、打乒乓球、学游泳、学摄影等等。清华成为她生活最丰富的时期。
大学三年级时,她发现自己的性格并不太喜欢做主要与人打交道的工作,还是想做踏踏实实的、比较有成就感的事情。大三暑假,她进入了饶子和教授的实验室接受了初步的结构生物学训练,开始领略到结构生物学的魅力。大四一开学,她获得了诺和诺德中国制药公司的奖学金。根据协议,获奖者可以选择到该公司去做毕业设计。于是大学四年级,她推掉了所有的社会工作,到诺和诺德北京生物技术研究中心做了一年的毕业设计。
诺和诺德是总部位于丹麦的一家生物制药公司,在用于糖尿病治疗的胰岛素开发和生产方面居世界领先地位。颜宁在这一年中获是的启示是:说:“我挺喜欢在实验室做实验的专注,但肯定受不了过公司朝九晚五的生活。因为我喜欢自由的人生。”
大学三年级暑期时,颜宁开始申请到美国留学,她说,当时就想开阔眼界,对未来并没有太多具体设计。
选择普林斯顿
“这是我一辈子都忘不了的地方,印象非常好”
因为很喜欢高中时学的英文教程《Family Album USA》中描述的密歇根大学,颜宁留学美国的第一理想是密歇根大学。
碰巧的是,当时普林斯顿大学分子生物学系助理教授的施一公到清华大学做了一个报告,介绍普林斯顿大学的情况。但颜宁生病,没去听,同寝室的同学告诉她,施一公很牛,普林斯顿大学很好。施一公是清华生物系复系之后的首届本科毕业生,也是2000年负责面试亚洲学生的普林斯顿教授。于是颜宁就给施一公写了一封很“拽”的英文信。在信中言简意赅地列举了自己的种种成绩,结尾说:“我觉得自己在各方面能力都很出色,我希望把时间花在更有价值的地方。但申请出国太浪费时间和金钱了,如果普林斯顿大学录取我,我就不用再花精力申请别的学校„„.”
可能是这封“初生牛犊不怕虎”的信把施一公给“震住”了,他从普林斯顿打电话面试了颜宁。大学四年级寒假时,颜宁获得了普林斯顿大学的录取通知,此前,她也已经获得了密歇根大学的录取通知书。“因为我在申请密歇根大学时并没说我一定会接受录取,但我在给施一公写信的时候,承诺了如果被录取,就一定到普林斯顿。我觉得说话要算数。”就这样,她到了普林斯顿。
然而,那时的颜宁,根本不知道普林斯顿大学有多好!对她也没有多少认识,只知道普林斯顿有个高等研究院,爱因斯坦曾在那里工作过,仅此而已。施一公在面试时告诉她,普林斯顿与哈佛和耶鲁相比一样好,甚至更好。她还在怀疑:“有那么好吗?”
到了普林斯顿,她才知道真的来对了。
2000年8月10日,颜宁来到了普林斯顿大学。“到普林斯顿的第一印象是‘惊艳’,环境太美了!我们住的地方是建于1913年的研究生院(Graduate College),它像城堡一样,四面的哥特式建筑环绕着中间的天井,最当中有两颗雪松还是柏树。我们到的时候是傍晚,树下绿草地上有人坐着弹吉它,周围是萤火虫在飞舞。那一刻仿佛一下子进入到了童话世界,这是我一辈子都忘不了的一个经典情景。而我们集体用餐的饭厅猛一看像大教堂,进去后,你就像来到哈里波特魔法学校的大厅一样。”
到普林斯顿的第一天,一位热心的博士后在晚饭后就将她带到了分子生物学系参观。到了实验楼后,她竟然有些失望,“因为我以前是在诺和诺德做毕业设计,那里实验室的硬件比普林斯顿还要更好一些。”
“对生命科学真正产生兴趣”
“哇!原来做生物是这么好玩、这么有意思。”
在普林斯顿的第一年,颜宁对生命科学产生了真正的兴趣。
在进普林斯顿之前,施一公曾警告过颜宁和另外一位来自北京大学的学生:普林斯顿的生物课程可能是全美国最好的,在普林斯顿上课很重要,一年级的学生基本上80%的时间都用来准备与课上相关的内容。颜宁说:“事实上,我到了普林斯顿后才知道,在清华虽然也很累,但这里上课的要求和强度是清华根本没法比的。”
刚开始,她很不适应普林斯顿的上课方式:“在清华上课时,都是老师在上面讲,我们在下面听着就好了,顶多举手回答问题,很少被老师突然提问。但在普林斯顿,老师会突然点名提问,让人一点准备都没有,特别是英语非母语,在表达上还有一层心理压力。我们在清华时这方面的训练很少,于是每次我都非常紧张。为了准备这课上的两个小时,一天所有的其他时间基本上就是读论文和背景资料。另外,我们这一年是普林斯顿分子生物学系第一次正式招收来自中国的研究生。一公曾经警告过说我们的表现会影响以后给中国学生的名额,所以我的压力很大,刚进清华时的紧张状态又出现了。”
她开始迎接挑战。每天晚上,她基本上都是在床上读着论文睡着了,论文掉在一边,早晨醒来,捡起论文接着读,每天只睡6个小时,靠咖啡提神,“对于在普林斯顿第一学期的印象就是一直在读论文,读啊读。”
第一学期期中考试后,虽然没有各科都得A,但也不差,她终于松了一口气,觉得自己在自我感觉很差的情况下成绩还不错,“突然间就没有压力了,突然间就正常了,不仅能轻松回答被点名提问的问题,后来还能主动举手回答问题,整个人一下子就放开了,然后就有信心了。回头看,反而是因为紧张的状态把好多正常能力都压抑住了。”
在大学申请出国时,颜宁并没有计划未来一定要做生物学研究。但在普林斯顿上课后,她对生命科学愈发感兴趣。“给我们上课的大多数老师都已经比较上年纪了,经典论文甚至课本里的很多东西就是他们亲自做出来的,他们可以把每个发现讲得像历史故事一样引人入胜,于是你觉得:哇!原来做生物是这么好玩、这么有意思。”
回顾在普林斯顿的第一年,颜宁说,那是一种强化训练。如今,她将普林斯顿的上课方式带回清华:“第一,它完全不是教你什么知识,就是剖析论文,基本上所有的时间都用于阅读经典论文,去理解作者当时要解决的关键问题,去理解他们的实验设想和研究思路,去挑错、找漏洞,整个一年这样强化训练下来,当你再拿到一篇论文时,很快就能领会它的意思;第二,就是让你知道,不论多经典的论文,里面都可能有瑕疵甚至错误,要用批判的态度去读这些东西;第三,上课的互动要求非常厉害,上课一直在回答问题,强制学生去表现自己、与人交流,锻炼表达能力。”
“决定这辈子要做研究”
“他们做研究非常淡定,那种简单和执着让我感动,觉得好像我将来就是要这个样子,很简单地做自己喜欢的事。”
根据普林斯顿大学要求,研究生第一年主要是上课,其间还要到三个实验室各做三个月的轮转,为今后选择实验室作准备。
在实验室轮转之后,颜宁决定在施一公的实验室做博士研究。她说做这个选择有三个原因:“第一,因为在本科时,我大三暑假在饶老师实验室接受过三个月的结构生物学训练,对这个领域还是比较感兴趣的;而在诺和诺德做的是与抗癌相关的研究,一公的实验室正好是利用结构生物学从事抗肿瘤方面的研究,这个方向我很喜欢;第二,我分析了自己,我的优点是手比较巧,做实验没问题,但缺点是脾气急,受不了太长时间的博士生涯。一公实验室的产出特别高,这一点正好适合我这急脾气的人。第三,我始终害怕解剖,不想做与动物有关的实验。另一方面,虽然我是清华学生,但数学不是很强,计算生物学也不适合我。综合起来,结构生物学比较适合我。我问一公进他的实验室是否需要很强的数学功底,他说不需要,消除了我最后的顾虑,因此,我就选了他的实验室。”
在普林斯顿分子生物学系,醉心科研的导师施一公对颜宁的事业选择产生了很大的影响。“一公总是教育我们把目标订得高远一点,不要整天想着柴米油盐斤斤计较。他总是说,只要你把现在努力做到最好,你未来的路只会越走越宽,根本不用为找工作发愁。而且每次遇到实验上的苦恼,和他谈过之后,你就觉得自己好像很行,肯定能成功。所以在一公实验室出来的人做独立研究员的比例还是很高的,现在已经有十个人在美国或中国领导独立的实验室。大家都有那么一种共同的比较自信的气场。”
在施一公之外,还有一对教授夫妇对颜宁有很大的潜移默化的影响,他们是埃里克•威萧斯(Eric Wieschaus)和夫人翠迪•舒巴赫(Trudi Schupbach)。“他们二位都是美国科学院院士,威萧斯还是1995年诺贝尔奖获得者。我是一个夜猫子,一般工作到凌晨两三点。我经常在晚上11点多看见他们夫妇在各自的实验室观察显微镜下的果蝇,他们做研究非常淡定,那种简单和执着让我感动,觉得我将来就是要这个样子,很简单地做自己喜欢的研究。”
在施一公的实验室,颜宁开始用结构生物学、生物物理和生物化学手段,研究肿瘤发生和细胞凋亡的分子调控机制,她喜欢上了研究中的接受挑战和战胜挑战的感觉,喜欢上了实验室里的自由和酸甜苦辣,那个过程就像坐过山车一样,令她慢慢沉迷于其中。两年后,以她为第一作者的两篇论文先后发表在《自然—结构生物学》期刊上,她受到了极大的鼓励,到博士毕业时,她基本上已经知道自己决定以科研为事业了:“我对自己整个人生的要求就是自由自在,做独立研究员,能给我所追求的无拘无束。” 而且,她也喜欢自己的研究领域,“当你把细胞里那些只有几个到几十纳米大小的蛋白质分子通过X-射线衍射的方法解析出原子分辨率的结构,在电脑上放大几亿倍之后,清清楚楚地看到这些美丽的构造如何行使复杂的功能,你总忍不住要感叹大自然的聪明—她的精妙设计很多时候远远超出了我们的想象!而你是世界上第一个揭示出这些大自然奥秘的人,那种成就感和满足感是难以言喻的。”
2004年12月,颜宁获得普林斯顿大学分子生物学博士学位,正当她准备出去做博士后时,施一公的实验室有一个转型:要做膜蛋白。“对我们做结构生物学的人来说,做膜蛋白是一个特别大的挑战,在我们实验室需要从头做起,”她说,“我觉得这是一件很有意思的事,在一个熟悉的环境中从头做起,去挑战一个全新的东西。当时,我就是被这种感觉所诱惑,觉得这是一件很好玩的事,于是留在了原实验室做博士后。我想先做出一个膜蛋白。”
从2005年1月1日开始,颜宁开始做博士后,带着两个师弟师妹从头摸索膜蛋白的结构生物学研究,到2006年10月,他们做出了实验室的第一个膜蛋白结构。
2006年12月底,她回北京探望父母,她完全没有意料到的是,自己从此就回国工作了。
清华 我的一个梦想
“其实,我一直有一个梦想:有一天能回到清华做教授。但没有想到会这么早。”
2006年底,施一公已经准备回国,开始在清华大学建实验室。正在北京探亲休假的颜宁决定到母校去看看。
在清华,她遇见了大学时代的系主任、时任医学院常务副院长的赵南明教授,“我出国时,赵老师曾为我写过推荐信,他还记得我。他当时问我,你的科研怎么样呀?我说做得挺好啊。他说,可以来我们医学院找工作啊。我说,这就可以了吗?他说,试试啊。”
就这样,在完全没有思想准备的情况下,十天之后,2007年1月2日,她在清华大学医学院接受了面试,教授会投票同意给她教授职位。但其间也有一点波折。当她的职位从院里报到学校里,教授职位改成了副教授。她说:“我并不介意做副教授,但有一个问题,当时清华的副教授还是不能带博士生的。我很清楚,没有博士生,实验室就不可能运转起来,所以,我与清华谈的唯一条件就是要做博士生导师,这个教授头衔其实是博导的附属物。不过如果是现在应聘,就不会有这些问题了,因为我们已经开始了人事制度改革,不论助理教授还是资深教授,只要有独立的实验室就是博士生导师。清华在过去几年的进步非常快。”
2007年7月,清华大学向颜宁发了教授、博士生导师的聘书。
颜宁说:“按照我最早的职业设计,做完那个膜蛋白的课题我或者到感兴趣的其它领域再做一个博士后,或者直接在美国找一个助理教授职位,获得终身教职后再回国。其实,我一直有一个梦想:有一天能回到清华做教授。但没有想到这个梦实现得这么早。”
决定回清华,父母也起了很关键的作用,她说“我爸妈也希望我能回来,他们对我的影响一直很大。他们从来没有要求我在事业上多成功,只希望我过得很开心,很幸福,最好能经常让他们看得见摸得着,能随时照顾。所以,听说能回清华做教授,他们觉得这个机会很难得,就非常鼓励我回来。以前每一次回国,都能感到父母确实在上年纪,尤其是奶奶,我也想可以随时照顾他们,因此我很快就做了决定。”
2007年,颜宁回清华医学院搭建自己的实验室。也曾有人问她:从博士到博士后,一直在施一公的实验室,现在做教授也是与施一公在同一个学校,会不会担心自己不独立?她说:“我在普林斯顿时,接受一公指导比较多的是在博士前两年,其中向柴继杰、吴嘉炜两位师兄师姐学习了很多东西。而在我博士的最后一年,已经相对比较独立了。博士后做膜蛋白质时,那是实验室的一个全新方向,我像一个小组长一样带着师弟师妹从头开始摸索,这期间锻炼了一定的项目管理能力。当清华给我聘书时,我其实心里已经比较自信可以独立管理一个实验室了。”膜蛋白研究是一个充满了各种问题和挑战的广阔领域,在清华的实验室,颜宁很快确立了自己的研究重点—用生物化学和结构生物学的方法研究与心血管疾病密切相关的胆固醇代谢调控通路的分子机理。然而,她深知这一研究领域的艰难,
所以在实验室还安排了一些难度相对较小的课题用来给自己和学生们减压。“不过,科学研究真是很难计划。最初没有作为研究重点的课题,比如对细菌中转运蛋白的结构和功能研究,一旦开了头才发现我们对于这个领域的理解是如此之贫乏,还有那么多重要的基本的问题等待解决。而一个问题的解决往往带出更多问题,于是开始作为辅助课题的方向不知不觉也变成了重要的研究方向,比如质子共转运蛋白的工作机制,比如植物中脱落酸受体通路的调节机理等,都是无心插柳的结果。”
颜宁感谢清华,和引进并支持她起步的赵南明老院长,感谢学校和学院友好又出色的同事们,感谢清华生命科学良好的研究氛围。在三年多的时间里,她获得了稳定的支持。“赵老师给我争取了非常好的起步条件,保证我前两年不用在外面申请经费,专注于实验室建设。而施一公接任院长之后,给所有新引进的年轻人都创造了一种安心的环境,他会尽最大努力支持每个人顺利起步。新来的年轻人都是受惠者。”
回清华做研究,她经历了意气风发、怒气冲天和心平气和三个阶段:第一阶段,因为刚回国,又回到母校,有了归属感,雄心壮志地要做一番事业;第二阶段,因为不适应当时国内行政手续的繁琐,入校要办落户手续、学位论文论证,周转房装修等等,一堆杂事让人心烦意乱。最苦恼的是订购国外仪器和样品,经过海关等一大堆手续不知道要拖延多久,实验室没办法开张,急死人;第三阶段,当仪器终于到位,可以顺利地做实验了,而之后的仪器和设备提前预订,不再造成延迟;生活上也安顿下来了,心情终于平静了,然后发现在清华与国外做科研没有太大区别。
颜宁希望自己的研究生们有上进心,她对研究生的要求是敬业,因为实验室有好的论文发表记录,她很担心学生们变得功利,只看到论文,而忘记了论文是文以载道,只是对于研究工作的传播。她说:“我希望他们做实验持着很积极上进的态度,但又以一种平常心去研究。”
回顾在清华的几年,颜宁说:“我最满意的是把一个我开始认为非常有挑战性的领域做到不再可怕。我的实验室积累了大量的做膜蛋白的经验,培养了一批做膜蛋白结构生物学的年轻人,可以挑战更有意义的靶标了。我们现在研究的一个重点是理解与心血管疾病相关的胆固醇代谢通路的调控机理。我的职业理想是找出下一个巨大挑战,希望可以解决更有普遍意义、更基本的生物医学问题。”
当深入到自己想做的问题时,颜宁发现了结构生物学本自的局限,也担心自己的思维高度限制了自己的发展,她说:“未来几年,我应该到外面去做一个学术休假年,适当的时候需要给自己充电。”
做你自己
“人们会给你各种建议,甚至是非议,但我觉得很关键的是,当你相信自己、知道自己的时候,那就走自己的路,让别人去说吧!”
颜宁说,自己的特点是专心致志做事,自由自在做人。在清华,她非常愉快。
她说:“也许在旁人看来,我做得不错,但我现在的精力已经不如十年前。在普林斯顿时,我平均每天只睡6个小时,通宵达旦做实验是家常便饭。现在每次去同步辐射收数据,熬夜工作24小时之后,要两三天才能缓过劲来。我有了一种忧患意识,觉得自己真正做研究的黄金时间可能只有这么几年,所以一定要让自己专心致志地在实验室里,充分利用科研的黄金期。”
谈到对有志从事科学研究事业的女学生们的建议,她提到三点:相信自己、知道自己、做你自己。她说:“第一要相信自己。我同意男女之间有性别差异,但这不体现在智商上,许多时候,个体差异比性别差异更大,所以你如果有志要做科学家的时候,要相信自己;第二,知道自己。我一直觉得,成就感,而不仅是兴趣,是激励你往前走的最大动力。有时,兴趣甚至会在成为职业后变成了围城。比如,最初我没想到自己会一辈子做研究,也许比较幸运,过去的工作比较顺利,我于是总能体会到研究的乐趣,这种成就感让我越来越沉迷于科研中,然后慢慢的就在追求更多成就感的过程中,更好地坚持了下去。第三,做你自已,人们会给你各种建议,甚至是非议,但我觉得很关键的是,当你相信自己、知道自己的时候,那就走自己的路,让别人去说吧!
在颜宁心中,清华和普林斯顿是并重的,她说:“清华厚道、大气、稳重,普林斯顿优雅、淡定、高贵,这是我一生中最爱的两个地方。”她还有一个理想,就是有一天可以获得普林斯顿大学这种学校的终身教职。因为她认为:“什么时候一大批清华北大培养出来的研究生博士后,以及我们这些从这里起步的年轻学者成为普林斯顿、麻省理工、哈佛耶鲁这些公认的世界一流大学争先聘任的人才的时候,我们就可以骄傲地宣传我们的大学是世界一流大学了。”
颜宁简介:
1996年进入清华大学生物科学与技术系,2000年8月,作为“清华大学优良毕业生”从清华毕业,赴美国普林斯顿大学攻读博士学位,师从施一公教授。 2004年12月,她获得分子生物学博士学位,并获得2005年度美国《科学》杂志和通用电气医疗(GE Healthcare)颁发的“青年科学家奖”(北美地区获奖者),该奖自1995年设立以来,每年挑选五人作为全球或四个地区的最优秀生命科学博士论文获奖者;
2005-2007年间,她在普林斯顿大学从事博士后研究期间,开始研究膜蛋白的结构与功能,与同事一起成功解析出一个重要膜蛋白酶的高分辨率原子结构,揭示出它的作用原理。
2007年7月,她受聘为清华大学医学院教授,从普林斯顿回到母校,创建自己的实验室,在膜蛋白质研究领域取得突破性成就。
《科学时报》 (2011-3-9 A1 要闻)
清华大学教授颜宁:专心致志做事 自由自在做人
2010年8月,清华大学聘请的国际评估小组对其生物医学研究方向进行了评估,年轻教授颜宁给他们留下深刻印象:
“无论以哪个标准衡量,颜宁博士已位居世界最优秀的年轻结构生物学家之列。”
“她具有相当的创造力和原创性,过去3年中,她在膜蛋白结构生物学领域取得突破性成就,在《自然》杂志发表两篇论文,在《细胞》和《自然-结构和分子生物学》期刊上各发表一篇论文。基于过去3年她取得的极大成功,我们认为未来5年到10年„„她将是杰出青年女性科学家的榜样。”
从2000年清华大学毕业到普林斯顿大学攻读博士,到今天清华大学医学院的独立研究员,十年间,颜宁从一名生物医学专业的高材生成长为一名杰出的青年结构生物学家。这位年轻、执着的女性,热爱研究、热爱生活,她的科学之路是怎样一个轨迹?
“刚开始,我没有想到会做一辈子的研究,也许比较幸运,我遇到的环境一直很好。特别是2003年以后,自己的科研工作大部分比较顺利,总能体会到研究的乐趣,这种成就感让我越来越沉迷于其中。”
2007年7月,不满30岁的普林斯顿大学博士颜宁,受聘清华大学医学院教授,成为清华大学最年轻的教授和博士生导师。
她领导的实验室主要利用结构生物学和生物化学手段研究重要膜转运蛋白的功能机理,研究胆固醇代谢通路的调控机理,以及研究植物激素脱落酸的信号传递机理。在仅仅3年多的时间里,她的实验室取得了一系列突破性成就,以通讯作者身份发表或被接受 7篇论文,其中关于脱落酸受体的结构生物学与生物化学分析的研究论文被《科学》杂志评选的“2009年科学十大进展”引用。
在2011年国际“三八妇女节”来临之际,颜宁接受《科学时报》采访,她说:“在清华我学会了学与玩,清华给了我五彩的大学生活;在普林斯顿,从22岁到29岁,我学会了做研究,普林斯顿塑造了我的职业性格;现在是我做研究的黄金时期,我希望能够专注于科研工作。”
“在过去3年多的时间里,我对自己的研究工作基本满意,我最有成就感的事情有两件,一是把开始以为非常有挑战性的工作变得不那么难了;二是眼看着一批懵懵懂懂的学生,甚至本科生,变成了会独立思考的青年科学家。我们现在正在做的是要找出下一个挑战,希望可以解决更有普遍意义、更基本的生物医学问题。”
清华 五彩青春
“父母支持我选清华,我就上了清华”
1996年9月,颜宁成为清华大学生物科学与技术系的一名新生。她说,清华是迷迷糊糊的选择。
从小学到高中,颜宁一直是好学生、乖孩子。高中时代,她更喜欢文科,文理分班时,她自己选了文科。但因为每次考试都是年级第一,班主任老师认为成绩好的一定要学理,再加上当时盛行“学好数理化,走遍天下都不怕。”于是她被拉回到了理科班,她自己倒也不排斥。
高考填志愿时,母亲非常希望她学医,但她害怕解剖,不敢当医生;母亲又建议她学金融会计,她实在是没有兴趣;父亲听说“21世纪是生命科学的世纪”,就建议她去学生物学。“我当时想,生物与医学挺近的,为了让爸妈都开心一下,于是,我就报了生物系。当然,我高中学生物时也觉得挺有意思。”
当时在北京,成绩好的学生一般会把清华大学或北京大学作为第一志愿。但对颜宁来说,选择清华也是父母帮她做的决定:“我那时很乖,很多决定都是爸妈帮我做。他们当时并不清楚各个学校各自的学科优势,只是觉得清华更稳重,于是我就来了清华。”
上大学后,她开始有了自己的想法,没有那么听话了。她说:“在清华,我学会了玩,我从清华获得了五彩的大学生活。”为什么呢?
“因为开始大家觉得进清华是一件很恐怖的事情,竞争很大,压力很大,我刚进来时也是这种感觉,特别进清华的第一学期,整天担心自己考试会不会不及格啊,会不会被学校赶出去啊,就是那种患得患失的感觉。”
第一学期期中考试,她的数学得了67分,“我觉得这是我一辈子都记得的分数,因为从来没这么差过。 但仔细一想,我考数学时特别紧张,脑子根本不转,在这种情况下都没有不及格,说明清华并不恐怖。从那以后,突然间,我心理上一下子就轻松了。后来才发现,一个人到一个新环境,重要的就是一个心态调整。对我来说,紧张感去掉后,就能从容地做事了,还能做的不错。”
在清华的第一年,颜宁一门心思只放在功课上,第二年就开始做生物系学生会主席,参加、组织了许多社会活动,与好朋友学国标舞、打乒乓球、学游泳、学摄影等等。清华成为她生活最丰富的时期。
大学三年级时,她发现自己的性格并不太喜欢做主要与人打交道的工作,还是想做踏踏实实的、比较有成就感的事情。大三暑假,她进入了饶子和教授的实验室接受了初步的结构生物学训练,开始领略到结构生物学的魅力。大四一开学,她获得了诺和诺德中国制药公司的奖学金。根据协议,获奖者可以选择到该公司去做毕业设计。于是大学四年级,她推掉了所有的社会工作,到诺和诺德北京生物技术研究中心做了一年的毕业设计。
诺和诺德是总部位于丹麦的一家生物制药公司,在用于糖尿病治疗的胰岛素开发和生产方面居世界领先地位。颜宁在这一年中获是的启示是:说:“我挺喜欢在实验室做实验的专注,但肯定受不了过公司朝九晚五的生活。因为我喜欢自由的人生。”
大学三年级暑期时,颜宁开始申请到美国留学,她说,当时就想开阔眼界,对未来并没有太多具体设计。
选择普林斯顿
“这是我一辈子都忘不了的地方,印象非常好”
因为很喜欢高中时学的英文教程《Family Album USA》中描述的密歇根大学,颜宁留学美国的第一理想是密歇根大学。
碰巧的是,当时普林斯顿大学分子生物学系助理教授的施一公到清华大学做了一个报告,介绍普林斯顿大学的情况。但颜宁生病,没去听,同寝室的同学告诉她,施一公很牛,普林斯顿大学很好。施一公是清华生物系复系之后的首届本科毕业生,也是2000年负责面试亚洲学生的普林斯顿教授。于是颜宁就给施一公写了一封很“拽”的英文信。在信中言简意赅地列举了自己的种种成绩,结尾说:“我觉得自己在各方面能力都很出色,我希望把时间花在更有价值的地方。但申请出国太浪费时间和金钱了,如果普林斯顿大学录取我,我就不用再花精力申请别的学校„„.”
可能是这封“初生牛犊不怕虎”的信把施一公给“震住”了,他从普林斯顿打电话面试了颜宁。大学四年级寒假时,颜宁获得了普林斯顿大学的录取通知,此前,她也已经获得了密歇根大学的录取通知书。“因为我在申请密歇根大学时并没说我一定会接受录取,但我在给施一公写信的时候,承诺了如果被录取,就一定到普林斯顿。我觉得说话要算数。”就这样,她到了普林斯顿。
然而,那时的颜宁,根本不知道普林斯顿大学有多好!对她也没有多少认识,只知道普林斯顿有个高等研究院,爱因斯坦曾在那里工作过,仅此而已。施一公在面试时告诉她,普林斯顿与哈佛和耶鲁相比一样好,甚至更好。她还在怀疑:“有那么好吗?”
到了普林斯顿,她才知道真的来对了。
2000年8月10日,颜宁来到了普林斯顿大学。“到普林斯顿的第一印象是‘惊艳’,环境太美了!我们住的地方是建于1913年的研究生院(Graduate College),它像城堡一样,四面的哥特式建筑环绕着中间的天井,最当中有两颗雪松还是柏树。我们到的时候是傍晚,树下绿草地上有人坐着弹吉它,周围是萤火虫在飞舞。那一刻仿佛一下子进入到了童话世界,这是我一辈子都忘不了的一个经典情景。而我们集体用餐的饭厅猛一看像大教堂,进去后,你就像来到哈里波特魔法学校的大厅一样。”
到普林斯顿的第一天,一位热心的博士后在晚饭后就将她带到了分子生物学系参观。到了实验楼后,她竟然有些失望,“因为我以前是在诺和诺德做毕业设计,那里实验室的硬件比普林斯顿还要更好一些。”
“对生命科学真正产生兴趣”
“哇!原来做生物是这么好玩、这么有意思。”
在普林斯顿的第一年,颜宁对生命科学产生了真正的兴趣。
在进普林斯顿之前,施一公曾警告过颜宁和另外一位来自北京大学的学生:普林斯顿的生物课程可能是全美国最好的,在普林斯顿上课很重要,一年级的学生基本上80%的时间都用来准备与课上相关的内容。颜宁说:“事实上,我到了普林斯顿后才知道,在清华虽然也很累,但这里上课的要求和强度是清华根本没法比的。”
刚开始,她很不适应普林斯顿的上课方式:“在清华上课时,都是老师在上面讲,我们在下面听着就好了,顶多举手回答问题,很少被老师突然提问。但在普林斯顿,老师会突然点名提问,让人一点准备都没有,特别是英语非母语,在表达上还有一层心理压力。我们在清华时这方面的训练很少,于是每次我都非常紧张。为了准备这课上的两个小时,一天所有的其他时间基本上就是读论文和背景资料。另外,我们这一年是普林斯顿分子生物学系第一次正式招收来自中国的研究生。一公曾经警告过说我们的表现会影响以后给中国学生的名额,所以我的压力很大,刚进清华时的紧张状态又出现了。”
她开始迎接挑战。每天晚上,她基本上都是在床上读着论文睡着了,论文掉在一边,早晨醒来,捡起论文接着读,每天只睡6个小时,靠咖啡提神,“对于在普林斯顿第一学期的印象就是一直在读论文,读啊读。”
第一学期期中考试后,虽然没有各科都得A,但也不差,她终于松了一口气,觉得自己在自我感觉很差的情况下成绩还不错,“突然间就没有压力了,突然间就正常了,不仅能轻松回答被点名提问的问题,后来还能主动举手回答问题,整个人一下子就放开了,然后就有信心了。回头看,反而是因为紧张的状态把好多正常能力都压抑住了。”
在大学申请出国时,颜宁并没有计划未来一定要做生物学研究。但在普林斯顿上课后,她对生命科学愈发感兴趣。“给我们上课的大多数老师都已经比较上年纪了,经典论文甚至课本里的很多东西就是他们亲自做出来的,他们可以把每个发现讲得像历史故事一样引人入胜,于是你觉得:哇!原来做生物是这么好玩、这么有意思。”
回顾在普林斯顿的第一年,颜宁说,那是一种强化训练。如今,她将普林斯顿的上课方式带回清华:“第一,它完全不是教你什么知识,就是剖析论文,基本上所有的时间都用于阅读经典论文,去理解作者当时要解决的关键问题,去理解他们的实验设想和研究思路,去挑错、找漏洞,整个一年这样强化训练下来,当你再拿到一篇论文时,很快就能领会它的意思;第二,就是让你知道,不论多经典的论文,里面都可能有瑕疵甚至错误,要用批判的态度去读这些东西;第三,上课的互动要求非常厉害,上课一直在回答问题,强制学生去表现自己、与人交流,锻炼表达能力。”
“决定这辈子要做研究”
“他们做研究非常淡定,那种简单和执着让我感动,觉得好像我将来就是要这个样子,很简单地做自己喜欢的事。”
根据普林斯顿大学要求,研究生第一年主要是上课,其间还要到三个实验室各做三个月的轮转,为今后选择实验室作准备。
在实验室轮转之后,颜宁决定在施一公的实验室做博士研究。她说做这个选择有三个原因:“第一,因为在本科时,我大三暑假在饶老师实验室接受过三个月的结构生物学训练,对这个领域还是比较感兴趣的;而在诺和诺德做的是与抗癌相关的研究,一公的实验室正好是利用结构生物学从事抗肿瘤方面的研究,这个方向我很喜欢;第二,我分析了自己,我的优点是手比较巧,做实验没问题,但缺点是脾气急,受不了太长时间的博士生涯。一公实验室的产出特别高,这一点正好适合我这急脾气的人。第三,我始终害怕解剖,不想做与动物有关的实验。另一方面,虽然我是清华学生,但数学不是很强,计算生物学也不适合我。综合起来,结构生物学比较适合我。我问一公进他的实验室是否需要很强的数学功底,他说不需要,消除了我最后的顾虑,因此,我就选了他的实验室。”
在普林斯顿分子生物学系,醉心科研的导师施一公对颜宁的事业选择产生了很大的影响。“一公总是教育我们把目标订得高远一点,不要整天想着柴米油盐斤斤计较。他总是说,只要你把现在努力做到最好,你未来的路只会越走越宽,根本不用为找工作发愁。而且每次遇到实验上的苦恼,和他谈过之后,你就觉得自己好像很行,肯定能成功。所以在一公实验室出来的人做独立研究员的比例还是很高的,现在已经有十个人在美国或中国领导独立的实验室。大家都有那么一种共同的比较自信的气场。”
在施一公之外,还有一对教授夫妇对颜宁有很大的潜移默化的影响,他们是埃里克•威萧斯(Eric Wieschaus)和夫人翠迪•舒巴赫(Trudi Schupbach)。“他们二位都是美国科学院院士,威萧斯还是1995年诺贝尔奖获得者。我是一个夜猫子,一般工作到凌晨两三点。我经常在晚上11点多看见他们夫妇在各自的实验室观察显微镜下的果蝇,他们做研究非常淡定,那种简单和执着让我感动,觉得我将来就是要这个样子,很简单地做自己喜欢的研究。”
在施一公的实验室,颜宁开始用结构生物学、生物物理和生物化学手段,研究肿瘤发生和细胞凋亡的分子调控机制,她喜欢上了研究中的接受挑战和战胜挑战的感觉,喜欢上了实验室里的自由和酸甜苦辣,那个过程就像坐过山车一样,令她慢慢沉迷于其中。两年后,以她为第一作者的两篇论文先后发表在《自然—结构生物学》期刊上,她受到了极大的鼓励,到博士毕业时,她基本上已经知道自己决定以科研为事业了:“我对自己整个人生的要求就是自由自在,做独立研究员,能给我所追求的无拘无束。” 而且,她也喜欢自己的研究领域,“当你把细胞里那些只有几个到几十纳米大小的蛋白质分子通过X-射线衍射的方法解析出原子分辨率的结构,在电脑上放大几亿倍之后,清清楚楚地看到这些美丽的构造如何行使复杂的功能,你总忍不住要感叹大自然的聪明—她的精妙设计很多时候远远超出了我们的想象!而你是世界上第一个揭示出这些大自然奥秘的人,那种成就感和满足感是难以言喻的。”
2004年12月,颜宁获得普林斯顿大学分子生物学博士学位,正当她准备出去做博士后时,施一公的实验室有一个转型:要做膜蛋白。“对我们做结构生物学的人来说,做膜蛋白是一个特别大的挑战,在我们实验室需要从头做起,”她说,“我觉得这是一件很有意思的事,在一个熟悉的环境中从头做起,去挑战一个全新的东西。当时,我就是被这种感觉所诱惑,觉得这是一件很好玩的事,于是留在了原实验室做博士后。我想先做出一个膜蛋白。”
从2005年1月1日开始,颜宁开始做博士后,带着两个师弟师妹从头摸索膜蛋白的结构生物学研究,到2006年10月,他们做出了实验室的第一个膜蛋白结构。
2006年12月底,她回北京探望父母,她完全没有意料到的是,自己从此就回国工作了。
清华 我的一个梦想
“其实,我一直有一个梦想:有一天能回到清华做教授。但没有想到会这么早。”
2006年底,施一公已经准备回国,开始在清华大学建实验室。正在北京探亲休假的颜宁决定到母校去看看。
在清华,她遇见了大学时代的系主任、时任医学院常务副院长的赵南明教授,“我出国时,赵老师曾为我写过推荐信,他还记得我。他当时问我,你的科研怎么样呀?我说做得挺好啊。他说,可以来我们医学院找工作啊。我说,这就可以了吗?他说,试试啊。”
就这样,在完全没有思想准备的情况下,十天之后,2007年1月2日,她在清华大学医学院接受了面试,教授会投票同意给她教授职位。但其间也有一点波折。当她的职位从院里报到学校里,教授职位改成了副教授。她说:“我并不介意做副教授,但有一个问题,当时清华的副教授还是不能带博士生的。我很清楚,没有博士生,实验室就不可能运转起来,所以,我与清华谈的唯一条件就是要做博士生导师,这个教授头衔其实是博导的附属物。不过如果是现在应聘,就不会有这些问题了,因为我们已经开始了人事制度改革,不论助理教授还是资深教授,只要有独立的实验室就是博士生导师。清华在过去几年的进步非常快。”
2007年7月,清华大学向颜宁发了教授、博士生导师的聘书。
颜宁说:“按照我最早的职业设计,做完那个膜蛋白的课题我或者到感兴趣的其它领域再做一个博士后,或者直接在美国找一个助理教授职位,获得终身教职后再回国。其实,我一直有一个梦想:有一天能回到清华做教授。但没有想到这个梦实现得这么早。”
决定回清华,父母也起了很关键的作用,她说“我爸妈也希望我能回来,他们对我的影响一直很大。他们从来没有要求我在事业上多成功,只希望我过得很开心,很幸福,最好能经常让他们看得见摸得着,能随时照顾。所以,听说能回清华做教授,他们觉得这个机会很难得,就非常鼓励我回来。以前每一次回国,都能感到父母确实在上年纪,尤其是奶奶,我也想可以随时照顾他们,因此我很快就做了决定。”
2007年,颜宁回清华医学院搭建自己的实验室。也曾有人问她:从博士到博士后,一直在施一公的实验室,现在做教授也是与施一公在同一个学校,会不会担心自己不独立?她说:“我在普林斯顿时,接受一公指导比较多的是在博士前两年,其中向柴继杰、吴嘉炜两位师兄师姐学习了很多东西。而在我博士的最后一年,已经相对比较独立了。博士后做膜蛋白质时,那是实验室的一个全新方向,我像一个小组长一样带着师弟师妹从头开始摸索,这期间锻炼了一定的项目管理能力。当清华给我聘书时,我其实心里已经比较自信可以独立管理一个实验室了。”膜蛋白研究是一个充满了各种问题和挑战的广阔领域,在清华的实验室,颜宁很快确立了自己的研究重点—用生物化学和结构生物学的方法研究与心血管疾病密切相关的胆固醇代谢调控通路的分子机理。然而,她深知这一研究领域的艰难,
所以在实验室还安排了一些难度相对较小的课题用来给自己和学生们减压。“不过,科学研究真是很难计划。最初没有作为研究重点的课题,比如对细菌中转运蛋白的结构和功能研究,一旦开了头才发现我们对于这个领域的理解是如此之贫乏,还有那么多重要的基本的问题等待解决。而一个问题的解决往往带出更多问题,于是开始作为辅助课题的方向不知不觉也变成了重要的研究方向,比如质子共转运蛋白的工作机制,比如植物中脱落酸受体通路的调节机理等,都是无心插柳的结果。”
颜宁感谢清华,和引进并支持她起步的赵南明老院长,感谢学校和学院友好又出色的同事们,感谢清华生命科学良好的研究氛围。在三年多的时间里,她获得了稳定的支持。“赵老师给我争取了非常好的起步条件,保证我前两年不用在外面申请经费,专注于实验室建设。而施一公接任院长之后,给所有新引进的年轻人都创造了一种安心的环境,他会尽最大努力支持每个人顺利起步。新来的年轻人都是受惠者。”
回清华做研究,她经历了意气风发、怒气冲天和心平气和三个阶段:第一阶段,因为刚回国,又回到母校,有了归属感,雄心壮志地要做一番事业;第二阶段,因为不适应当时国内行政手续的繁琐,入校要办落户手续、学位论文论证,周转房装修等等,一堆杂事让人心烦意乱。最苦恼的是订购国外仪器和样品,经过海关等一大堆手续不知道要拖延多久,实验室没办法开张,急死人;第三阶段,当仪器终于到位,可以顺利地做实验了,而之后的仪器和设备提前预订,不再造成延迟;生活上也安顿下来了,心情终于平静了,然后发现在清华与国外做科研没有太大区别。
颜宁希望自己的研究生们有上进心,她对研究生的要求是敬业,因为实验室有好的论文发表记录,她很担心学生们变得功利,只看到论文,而忘记了论文是文以载道,只是对于研究工作的传播。她说:“我希望他们做实验持着很积极上进的态度,但又以一种平常心去研究。”
回顾在清华的几年,颜宁说:“我最满意的是把一个我开始认为非常有挑战性的领域做到不再可怕。我的实验室积累了大量的做膜蛋白的经验,培养了一批做膜蛋白结构生物学的年轻人,可以挑战更有意义的靶标了。我们现在研究的一个重点是理解与心血管疾病相关的胆固醇代谢通路的调控机理。我的职业理想是找出下一个巨大挑战,希望可以解决更有普遍意义、更基本的生物医学问题。”
当深入到自己想做的问题时,颜宁发现了结构生物学本自的局限,也担心自己的思维高度限制了自己的发展,她说:“未来几年,我应该到外面去做一个学术休假年,适当的时候需要给自己充电。”
做你自己
“人们会给你各种建议,甚至是非议,但我觉得很关键的是,当你相信自己、知道自己的时候,那就走自己的路,让别人去说吧!”
颜宁说,自己的特点是专心致志做事,自由自在做人。在清华,她非常愉快。
她说:“也许在旁人看来,我做得不错,但我现在的精力已经不如十年前。在普林斯顿时,我平均每天只睡6个小时,通宵达旦做实验是家常便饭。现在每次去同步辐射收数据,熬夜工作24小时之后,要两三天才能缓过劲来。我有了一种忧患意识,觉得自己真正做研究的黄金时间可能只有这么几年,所以一定要让自己专心致志地在实验室里,充分利用科研的黄金期。”
谈到对有志从事科学研究事业的女学生们的建议,她提到三点:相信自己、知道自己、做你自己。她说:“第一要相信自己。我同意男女之间有性别差异,但这不体现在智商上,许多时候,个体差异比性别差异更大,所以你如果有志要做科学家的时候,要相信自己;第二,知道自己。我一直觉得,成就感,而不仅是兴趣,是激励你往前走的最大动力。有时,兴趣甚至会在成为职业后变成了围城。比如,最初我没想到自己会一辈子做研究,也许比较幸运,过去的工作比较顺利,我于是总能体会到研究的乐趣,这种成就感让我越来越沉迷于科研中,然后慢慢的就在追求更多成就感的过程中,更好地坚持了下去。第三,做你自已,人们会给你各种建议,甚至是非议,但我觉得很关键的是,当你相信自己、知道自己的时候,那就走自己的路,让别人去说吧!
在颜宁心中,清华和普林斯顿是并重的,她说:“清华厚道、大气、稳重,普林斯顿优雅、淡定、高贵,这是我一生中最爱的两个地方。”她还有一个理想,就是有一天可以获得普林斯顿大学这种学校的终身教职。因为她认为:“什么时候一大批清华北大培养出来的研究生博士后,以及我们这些从这里起步的年轻学者成为普林斯顿、麻省理工、哈佛耶鲁这些公认的世界一流大学争先聘任的人才的时候,我们就可以骄傲地宣传我们的大学是世界一流大学了。”
颜宁简介:
1996年进入清华大学生物科学与技术系,2000年8月,作为“清华大学优良毕业生”从清华毕业,赴美国普林斯顿大学攻读博士学位,师从施一公教授。 2004年12月,她获得分子生物学博士学位,并获得2005年度美国《科学》杂志和通用电气医疗(GE Healthcare)颁发的“青年科学家奖”(北美地区获奖者),该奖自1995年设立以来,每年挑选五人作为全球或四个地区的最优秀生命科学博士论文获奖者;
2005-2007年间,她在普林斯顿大学从事博士后研究期间,开始研究膜蛋白的结构与功能,与同事一起成功解析出一个重要膜蛋白酶的高分辨率原子结构,揭示出它的作用原理。
2007年7月,她受聘为清华大学医学院教授,从普林斯顿回到母校,创建自己的实验室,在膜蛋白质研究领域取得突破性成就。
《科学时报》 (2011-3-9 A1 要闻)