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專訪美國(guó)細(xì)胞遺傳學(xué)家斯科特·埃默爾——
最大的寶藏是“未知”(走近科學(xué)大咖②)
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埃默爾接受採(cǎi)訪。 |
下午3點(diǎn)半,復(fù)旦大學(xué)江灣校區(qū)生化樓報(bào)告廳,“相伯講堂”學(xué)術(shù)演講馬上開始,斯科特·埃默爾調(diào)好幻燈片,移步到演講臺(tái)中央,卻沒(méi)有開口,而是后退兩步,舉起手機(jī),對(duì)著臺(tái)下的復(fù)旦師生拍了個(gè)照?!斑@留影很珍貴。”他笑說(shuō)。
這是美國(guó)細(xì)胞遺傳學(xué)家埃默爾在香港獲頒邵逸夫生命科學(xué)與醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)后,在中國(guó)再捧科學(xué)大獎(jiǎng)——他花了40年揭示受體膜蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)與降解細(xì)胞機(jī)制,為HIV長(zhǎng)效預(yù)防藥物來(lái)那卡帕韋的“誕生”奠定了生物學(xué)基礎(chǔ),與認(rèn)識(shí)了25年的老友韋斯·桑德奎斯特共同摘得2025世界頂尖科學(xué)家協(xié)會(huì)“生命科學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)”。
再次來(lái)華,埃默爾欣喜不已。71歲的他面色紅潤(rùn)、笑聲爽朗,那份鬆弛感讓初次見(jiàn)面的人很容易親近。他襯衫口袋上總別著一支鋼筆,恰如他學(xué)生所描述的,“埃默爾是一位超級(jí)自律的科學(xué)家,分分鐘都在關(guān)注科研,隨時(shí)隨地都會(huì)做筆記”。
演講中,埃默爾分享長(zhǎng)達(dá)40年的科研馬拉鬆,每說(shuō)到一個(gè)階段性成果,PPT便跳出參與的學(xué)生或合作者的照片。有一面標(biāo)注“埃默爾家庭”的照片牆,展示他帶過(guò)的所有學(xué)生。他說(shuō):“科學(xué)獎(jiǎng)項(xiàng)是對(duì)全體在埃默爾實(shí)驗(yàn)室工作過(guò)的人的肯定,要讓他們看到自己所做研究的價(jià)值?!?/p>
不追熱點(diǎn)
隻盯著“沒(méi)弄明白的小問(wèn)題”
“小時(shí)候,我喜歡通過(guò)顯微鏡來(lái)‘看’世界,這太酷了。”埃默爾生長(zhǎng)於美國(guó)新澤西州一個(gè)普通家庭,父親是一家紐扣制造廠的經(jīng)理。童年時(shí),他每年都從父母那裡得到“科研裝備”作為聖誕禮物。盡管這個(gè)四個(gè)孩子的家庭並不富裕,沒(méi)上過(guò)大學(xué)的父母,還是想辦法買到埃默爾想要的顯微鏡、化學(xué)實(shí)驗(yàn)套裝。“這不便宜,但他們非??犊!卑D瑺栂萑牖貞?。
小埃默爾曾把一片洋蔥放在載玻片下,通過(guò)顯微鏡觀察細(xì)胞,這令他非常興奮:“細(xì)胞裡有什麼?它們?nèi)绾喂ぷ??”這份好奇心,讓埃默爾在13歲時(shí)就已篤定自己對(duì)科學(xué)和數(shù)學(xué)有濃厚興趣。
中學(xué)時(shí)的埃默爾因?yàn)殡娨暪?jié)目《雅克·庫(kù)斯托的海底世界》迷戀上了海洋,於是他選擇入讀海洋學(xué)科背景深厚的羅德島大學(xué)。直至他有機(jī)會(huì)登上一艘科考船,“我發(fā)現(xiàn)海洋科考不像電視拍得那麼好玩,我想知道的海洋問(wèn)題,也已經(jīng)有了答案,但生物領(lǐng)域還有大量未解之謎?!?/p>
盡管如此,探索海洋的冒險(xiǎn)精神依然深深刻在他的心裡,他把科研比作探險(xiǎn),“最大的寶藏是未知,而不是已知,科學(xué)的樂(lè)趣就在於你解決了一個(gè)問(wèn)題,又會(huì)冒出三個(gè)新的”。
大學(xué)畢業(yè),埃默爾進(jìn)入哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院讀博。他整天要麼泡在實(shí)驗(yàn)室裡研究大腸桿菌的蛋白質(zhì)分泌機(jī)制,要麼抱著厚厚的期刊在圖書館裡啃,一點(diǎn)點(diǎn)摸清細(xì)菌裡蛋白質(zhì)“運(yùn)輸”的規(guī)律。他養(yǎng)成一個(gè)習(xí)慣:不追熱點(diǎn),隻盯著“沒(méi)弄明白的小問(wèn)題”。
在學(xué)生眼中,埃默爾對(duì)科研永葆熱情、從不倦怠。耶魯大學(xué)助理教授唐紹庚曾在埃默爾實(shí)驗(yàn)室讀研,他發(fā)現(xiàn),討論問(wèn)題時(shí),埃默爾經(jīng)常會(huì)從小山一樣的文件堆裡,抽出某場(chǎng)講座的海報(bào),指著海報(bào)背面的筆記告訴唐紹庚,這場(chǎng)講座的內(nèi)容與他研究有怎樣的關(guān)系。
不僅隨身帶筆,埃默爾還會(huì)在床頭放一支筆,方便他隨時(shí)夢(mèng)中醒來(lái)、記錄科研靈感?!坝袝r(shí)我甚至不開燈,在黑暗中記錄想法,第二天早上再去弄清楚我到底錄了些什麼?!闭f(shuō)起這些,埃默爾被自己逗樂(lè)了,“我常和學(xué)生說(shuō),如果你睡覺(jué)前縈繞在腦中的最后一件事仍是實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目,你就算得上是科學(xué)家了?!?/p>
這份專注、熱愛(ài)、超級(jí)自律,寫入了埃默爾的“科研基因”,並被“轉(zhuǎn)譯”為熱情洋溢的科研日常。多年來(lái),他總是第一個(gè)到實(shí)驗(yàn)室,即便坐了十幾個(gè)小時(shí)的飛機(jī)出差回來(lái),第二天他仍會(huì)在早上6點(diǎn)前準(zhǔn)時(shí)出現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室。
他到底幾點(diǎn)來(lái)上班?一直是他實(shí)驗(yàn)室的“未解之謎”——直到一次,有位研究生通宵做實(shí)驗(yàn),清晨五點(diǎn)半準(zhǔn)備回家,剛出實(shí)驗(yàn)室大門,就撞見(jiàn)埃默爾拎著包進(jìn)來(lái)。
“雖然我在床邊放一個(gè)鬧鐘,但它一百天裡隻響一次,我總是在它響之前就醒了?!卑D瑺栃φf(shuō),“我從小就在父親的工廠裡幫忙做紐扣,早起的生物鐘也許早就形成了?!?/p>
幾十年探究
隻為弄清細(xì)胞怎麼“打掃衛(wèi)生”
1980年,拿到哈佛博士學(xué)位的埃默爾,來(lái)到鼎鼎大名的蘭迪·謝克曼實(shí)驗(yàn)室做博士后。當(dāng)時(shí)謝克曼團(tuán)隊(duì)聚焦酵母的“分泌缺陷”研究,埃默爾卻注意到一個(gè)被所有人忽略的細(xì)節(jié):酵母細(xì)胞裡那些“沒(méi)用的蛋白質(zhì)”,是怎麼被運(yùn)到溶酶體這個(gè)“垃圾站”裡降解的?
在謝克曼的鼓勵(lì)下,埃默爾開啟一段長(zhǎng)達(dá)20年的探尋之旅。
起初,研究並不順利。“那時(shí)候,還沒(méi)有人類基因組測(cè)序,沒(méi)有基因編輯技術(shù),細(xì)胞遺傳學(xué)研究好像在黑箱中摸索。”唐紹庚說(shuō)。
為走出黑箱,埃默爾和團(tuán)隊(duì)花費(fèi)數(shù)年,用基因融合技術(shù)這一傳統(tǒng)遺傳學(xué)手段篩選出33種“垃圾運(yùn)輸出問(wèn)題”的酵母突變體,還給控制這些功能的基因起了個(gè)名字叫“VPS基因”。最終,他們與其他實(shí)驗(yàn)室共同確認(rèn)了40多個(gè)和“細(xì)胞垃圾清運(yùn)”相關(guān)的基因。
當(dāng)時(shí)沒(méi)人知道這些基因到底有什麼用,埃默爾覺(jué)得,弄明白細(xì)胞怎麼“打掃衛(wèi)生”,肯定很重要。直到1998年,他終於揭開了細(xì)胞“垃圾清運(yùn)系統(tǒng)”的核心——一種叫ESCRT的蛋白質(zhì)復(fù)合體。
如果把細(xì)胞比作一座城市,ESCRT就像穿梭在街道上的“垃圾車”:它們能識(shí)別貼有“廢棄標(biāo)簽”的蛋白質(zhì),把這些“垃圾蛋白質(zhì)”打包好,精準(zhǔn)運(yùn)到溶酶體裡“粉碎回收”。更神奇的是,這套系統(tǒng)不僅負(fù)責(zé)“扔垃圾”,還能參與細(xì)胞分裂、修復(fù)細(xì)胞膜,甚至影響神經(jīng)元的生長(zhǎng),一旦它出故障,就可能引發(fā)癌癥、帕金森病等疾病。
值得注意的是,包括HIV在內(nèi)的許多病毒,會(huì)劫持ESCRT機(jī)制以離開受感染的宿主細(xì)胞。
“酵母液泡相當(dāng)於哺乳動(dòng)物的溶酶體,能夠展示人類細(xì)胞中發(fā)生的事情。”在埃默爾的描述中,細(xì)胞的世界充滿無(wú)窮樂(lè)趣,上演著一出出驚心動(dòng)魄的“大戲”。他把自己的核心研究,比作在酵母細(xì)胞這個(gè)“微觀工廠”裡抓出了一群關(guān)鍵“交通調(diào)度員”——ESCRT復(fù)合體,這就像一把萬(wàn)能鑰匙,打開了理解細(xì)胞膜重組、病毒傳播等多個(gè)關(guān)鍵過(guò)程的大門。在此基礎(chǔ)上,桑德奎斯特教授后續(xù)發(fā)現(xiàn)了ESCRT復(fù)合體在HIV病毒逃逸中扮演的重要角色。
“藥企根據(jù)埃默爾和桑德奎斯特的發(fā)現(xiàn)研發(fā)出HIV長(zhǎng)效免疫針劑,有望改變?nèi)虬滩×餍袘B(tài)勢(shì)。兩人的成就,完美詮釋了基礎(chǔ)科學(xué)研究如何通過(guò)揭示生命機(jī)制,最終轉(zhuǎn)化為具有全球健康影響力的實(shí)際應(yīng)用,堪稱科學(xué)造福人類的典范。”2025世界頂尖科學(xué)家協(xié)會(huì)“生命科學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)”遴選委員會(huì)主席蘭迪·謝克曼這樣評(píng)價(jià)。
辦公室大門永遠(yuǎn)向?qū)W生敞開
“抱歉,我今天不應(yīng)該用英文回答你們,隻可惜我的中文還不夠好?!睆?fù)旦大學(xué)相伯講堂的演講進(jìn)入問(wèn)答環(huán)節(jié),遇到學(xué)生提問(wèn)的英文不大流利時(shí),埃默爾耐心傾聽(tīng),還由衷致歉。
在康奈爾大學(xué),他對(duì)學(xué)生好是出了名的。“學(xué)生是科研給我的寶貴財(cái)富,我有責(zé)任帶領(lǐng)他們做好研究,這讓我很有成就感?!卑D瑺栒f(shuō)。
埃默爾指導(dǎo)過(guò)加州理工學(xué)院、加州大學(xué)聖地亞哥分校醫(yī)學(xué)院和康奈爾大學(xué)30多名研究生和50多名博士后,可謂“桃李滿天下”。
美國(guó)密歇根大學(xué)教授李明曾是埃默爾的博士后。博士后面試時(shí),埃默爾年近花甲,時(shí)任康奈爾大學(xué)生物化學(xué)、分子和細(xì)胞生物學(xué)研究生院院長(zhǎng),每天會(huì)議一個(gè)接著一個(gè)。但他步履飛快,帶著李明走遍研究所的四層樓,嘴裡念叨著“這個(gè)房間有好儀器”“這個(gè)房間是誰(shuí),在做什麼研究”,李明一路小跑才能跟上?!罢劦娇茖W(xué),他就激動(dòng)。從前面試一位學(xué)生,他聊著聊著,眉飛色舞,幾乎要從椅子上跳出來(lái)?!崩蠲髡f(shuō)。
對(duì)待科研,埃默爾既充滿熱情,又十分嚴(yán)謹(jǐn)。說(shuō)起實(shí)驗(yàn)室制作培養(yǎng)基培養(yǎng)菌落的場(chǎng)景,唐紹庚仍歷歷在目,“他問(wèn)得特別細(xì):你是怎麼挑菌落的?挑取時(shí)用的是什麼牙簽?培養(yǎng)基配方是什麼?濃度多少?體積多少?培養(yǎng)溫度是26攝氏度還是30攝氏度?幾乎每個(gè)細(xì)節(jié)都問(wèn)到了?!?/p>
埃默爾的中國(guó)研究生凌亞鼎說(shuō):“他一直給我正向的反饋,讓我不要對(duì)研究失去信心。”凌亞鼎本科學(xué)化學(xué),初進(jìn)實(shí)驗(yàn)室時(shí)幾乎沒(méi)有生物學(xué)基礎(chǔ),但埃默爾看重他的好奇心和學(xué)習(xí)能力。初次見(jiàn)面,埃默爾就從書櫃裡拿出一本1500多頁(yè)的《細(xì)胞的分子生物學(xué)》遞給凌亞鼎:“有空時(shí)看看,補(bǔ)充專業(yè)知識(shí)?!?/p>
“他總是鼓勵(lì)學(xué)生大膽探索,有一點(diǎn)小進(jìn)展,他就會(huì)說(shuō)‘great(很棒)’‘wonderful(非常好)’。”凌亞鼎說(shuō)。
有一次,一個(gè)難以合成的蛋白結(jié)晶終於出現(xiàn)在唐紹庚的顯微鏡下,他立刻沖進(jìn)埃默爾辦公室,把他拽到實(shí)驗(yàn)室,讓他透過(guò)鏡頭親眼看看這一發(fā)現(xiàn)。即便埃默爾並不熟悉這一領(lǐng)域,也難掩興奮,當(dāng)即找來(lái)系裡研究蛋白結(jié)晶的教授開會(huì),一起討論新發(fā)現(xiàn)。
“他是一個(gè)很顧家的人,多年前,他就和家人約定,每天都會(huì)陪家人吃晚餐”。埃默爾的妻子主修音樂(lè)和早期教育,是一名教師?!八B(yǎng)育了我們的孩子並幫助他們成長(zhǎng)?!闭劶凹胰耍D瑺栕旖巧蠐P(yáng)。
事實(shí)上,埃默爾只能擠出時(shí)間陪伴家人,因?yàn)樗麑?shí)在太愛(ài)科研?!八_實(shí)有時(shí)會(huì)沮喪,因?yàn)槲視?huì)花大量的時(shí)間在實(shí)驗(yàn)室。但她尊重我,愛(ài)我,她愛(ài)我們的家?!卑D瑺栒f(shuō),他向妻子承諾過(guò)自己到了70歲就退休,但一年過(guò)去了,這個(gè)承諾尚未兌現(xiàn)。他還沒(méi)有完全離開實(shí)驗(yàn)室,隻不過(guò)他現(xiàn)在到實(shí)驗(yàn)室不是早上五點(diǎn)半了,而是六點(diǎn)多。
“我也能睡懶覺(jué)了,哈,太棒了,雖然對(duì)大多數(shù)人來(lái)說(shuō)這仍然很早?!卑D瑺栃χf(shuō)。
統(tǒng) 籌:吳焰 李泓冰 伍靜
實(shí)習(xí)生:陳碩 戴亦 高寒 彭柏輝
出 品:大江東-復(fù)旦融媒體創(chuàng)新工作室
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