50华裔诺奖得主钱永健猝逝,他用荧光蛋白“照亮”了细胞|华裔诺奖得主钱永健猝逝,他用荧光蛋白“照亮”了细胞4

华裔诺奖得主钱永健猝逝,他用荧光蛋白“照亮”了细胞 钱永健乐衷自行车运动   文章来源:科通社   著名美籍华人科学家、2008年诺贝尔化学奖得主钱永健(Roger Yonchien Tsien)于8月24日不幸去世,享年64岁。钱永健任职的加州大学圣地亚哥分校于周三确认了他的死讯,他在美国俄勒冈州的一条自行车道上去世,但具体原因不明。   钱生于纽约 是钱学森堂弟   钱永健祖籍浙江杭州临安,父亲钱学榘是中国导弹之父钱学森的堂弟。钱学榘早年毕业于中国上海的国立交通大学,后与钱学森带着庚子赔款支付的奖学金到美国念书。1944年,钱学榘将妻子与长子钱永佑接到美国定居。三子钱永健1952年出生于纽约,后来在新泽西州的利文斯顿市长大。或许从儿时起,钱永健就注定了要走进科学。除来自父亲家族以外,钱永健母亲的数位兄弟都是美国麻省理工大学的工程学教授。他在描述自己的职业选择时也说:“我注定了继承家族的血统,从事这样的工作。” 钱永健(右二)8岁时的家庭照   从小喜欢漂亮颜色   钱永健曾说:“我从小就喜欢画画,也喜欢漂亮的颜色。8岁那一年,爸妈送给我一盒化学工具箱,我把不同的化学物质混合调成漂亮的紫色,这就是我的第一个实验。”他8岁时记录化学实验的笔记本,现在还被保存在瑞典诺贝尔博物馆中。   钱永健小时候患有哮喘,只能经常待在家里。他对化学实验感兴趣,常常在家中地下室里做化学实验,一做就是几个小时。16岁时,他以“金属融入硫氰酸”为题的论文获得美国西屋科学天才奖,并以此奖项的奖学金进入哈佛大学念书。取得化学与物理学士学位之后,钱永健又获得马歇尔奖学金,负笈至英国剑桥大学研修。1977年取得生理学博士学位之后,他于1989年进入美国加州大学圣地亚哥分校工作,至今27年。 时任美国总统尼克松祝贺获得一等奖的钱永健   “他的工作照亮了科学”   1980年代,钱永健就已在科学界崭露头角。他发明出检测钙离子浓度的染料分子。钙离子是生物体内的重要信号分子,因此,钱永健的这一发明被广泛应用于生物体内成像技术。著名生物学家、《知识分子》主编饶毅曾写道:“钱永健的工作,从八十年代一开始就引人瞩目。他可能是世界上被邀请给学术报告最多的科学家,因为化学和生物界都爱听他的报告,既有技术应用、也有一些很有趣的现象……很多人多年认为钱永健会得诺贝尔奖,可以是化学、也可以是生理奖。”   “钱永健教授的工作照亮了科学”,加州大学的讣告上写道。在钱永健教授的诸多重要贡献中,绿色荧光蛋白是知名度最广的成就之一。   让绿色荧光蛋白更稳定   1960年代,日本学者下村修在普林斯顿大学时,因一种发光水母(Aequoria Victoria)而发现了绿色荧光蛋白GFP(green fluorescent protein)。下村一家花了数月时间,从海里捕捞了约5万只、总计2.5吨的荧光水母,并从中纯化了数百毫克荧光蛋白。不过,当时他并不觉得这种荧光蛋白除了好玩好看之外究竟能有什么用,于是论文被束之高阁后,这种发光蛋白随着下村修一道又变得默默无闻。   下村离开普林斯顿到Woods Hole海洋研究所后,他的同事Douglas Prasher对利用荧光蛋白做生物示踪分子非常感兴趣。历经数年努力,他终于在1992年将GFP荧光蛋白的基因克隆出来(如今这种克隆工作可迅速完成)——但他的科研资金也恰好用完了,无奈之下只好把基因送给了其他几个实验室。   其中两个获赠者,就是后来与下村修分享诺贝尔奖的钱永健和哥伦比亚大学的Martin Chalfie,他们分别将Prasher克隆的基因转进了其他生物中。Chalfie把GFP重组到大肠杆菌和线虫中,发现大肠杆菌和四膜虫的确表达了GFP,但是这种天然GFP发出的光较弱、强度也不够稳定。   钱永健则利用基因突变的方法对GFP做了改造,让它发出的光更强也更稳定。此外,GFP原本只能发出绿光,而钱也通过基因改造,衍生出各种颜色的荧光蛋白。现在生物学实验室中所用的荧光蛋白标记,基本上都可追溯回钱永健的实验室。   荧光蛋白就如同他的小孩   从钱永健开始投入绿色荧光蛋白的研究工作,到了1994年在《科学》期刊发表论文,直至2008年获得诺贝尔化学奖殊荣,在15年的研究过程中,他对荧光蛋白的研究已不只是兴趣这么简单了。对未生育子女的钱永健而言,荧光蛋白就如同是他潜心培育的小孩,在研发不同颜色荧光的过程中,也曾遇到让他伤透脑筋的状况。   “我一直被色彩所吸引,”钱永健曾在《圣地亚哥联合论坛报》的访谈中说,“色彩能够使工作更加有趣,也更加容易忍受,特别是当工作进展不顺的时候这一点很重要。如果我生下来的时候就是色盲,我很可能永远不会进入这个领域。”从他1994年研究GFP开始,他的诸多发现不仅让荧光蛋白更稳定、种类更丰富,还阐明了它们的发光原理和各种可以应用的领域。   强调自己并不是荧光蛋白发现者   《论坛报》还这样评价钱永健:“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它新问题。”   对此,钱永健谦虚地强调自己并不是荧光蛋白的发现者,“我只是那一个制造工具的人。”不过,GFP的发现者下村修固然功不可没,但没有钱永健团队的贡献,GFP荧光蛋白不会立刻风靡世界、成为众多生物实验室的标配,成了生命科学领域不可或缺的技术。   利用荧光蛋白,我们不仅可以产生出五颜六色的实验动,还可以通过简单的基因工程将其与其他目标蛋白耦连,并借此观察、跟踪目标蛋白在细胞中随发育过程或外界刺激的变化,甚至可以在活细胞、甚至活体动物中观察到一些分子的活性变化,让荧光显微技术得到巨大飞跃。   在获得诺贝尔奖之后,钱永健教授并没有停下创新的步伐。他想要让他的发明切实应用到实际,造福更多患者——照亮了生物学的钱永健,还想照亮医学。   他计划把荧光蛋白的研究工作留给他的同事,而把更多时间和精力用在人体状况的研究方面,包括利用荧光蛋白帮助攻克癌症、动脉粥样硬化以及中风之类疾病。钱永健他的父亲就是因为得癌而死——“他得了胰腺癌,诊断出来6个月后,他就离开了我们。”   于是,钱永健与Quyen Nguyen博士等同事们一道建立了一种试验性的注射用荧光多肽,它们让目力难以分辨的外周神经发出荧光,使外科医生们能够在切除受损组织或肿瘤组织时,避开这些敏感的神经。 在荧光蛋白的帮助下,外科医生可精确移除肿瘤   为了能更好地看清并治疗癌症,他的实验室设计了一种U形的多肽,它能携带成像分子或化疗药物,靶向癌细胞;他的团队创造了一种全新的荧光染料。它能让神经元细胞膜上的电信号发出亮光,便于研究人员解密脑细胞的功能与相互作用;利用一种植物蛋白,他与同事们又创造了一种全新的标记物,让科研人员能够在电子显微镜下看到前所未有的细节。   “他比我们所有人都看得更远,”钱永健教授的夫人Wendy Globe说道:“他是一名冒险家,一名寻路人,有着自由翱翔的灵魂。勇敢、果断、充满创意与智慧是他的特点。他完成了很多成就,我们将永远铭记。”(作者:丁林)   感谢钱先生的工作,助当代生物学能够如科幻电影般缤纷绚丽: 钱永健实验室用整合荧光蛋白的微生物创作的名画《夏威夷海滩》