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袁鈞瑛:從上海女孩到美國院士

袁鈞瑛在中科院實驗室。(除署名外,均採訪對象供圖)

袁鈞瑛和中科院生物與化學交叉研究中心研究生夏令營的同學合影。鄭蔚攝

袁鈞瑛與家人出遊。

本報首席記者鄭蔚

「您還記得美國國家科學院公布您當選美國科學院院士的那天,您在忙什麼嗎?」

問起這事,袁鈞瑛院士笑了起來,「那天,美國科學院開始怎麼也找不到我,因為我把手機關了。後來他們電話打到我家裡,是我先生俞強接的電話。但他也沒法打通我的電話,只能在微信中留言。」

這一天是今年的5月2日,作為哈佛醫學院終身教授的袁鈞瑛正在匹茲堡大學做學術報告。按慣例,報告者要在大會報告前與主辦方的多位同行學術交流,為此她關了手機。

「您事先沒有得到任何今年可能成為美國科學院院士的信息?」

「沒有,絕對沒有。美國科學院的保密工作做得非常好。在今年新院士名單公布後,參加院士投票的丘成桐院士才對我說,他看到我在新院士候選人名單上的排名很靠前,他非常高興。」

「被評選為美國科學院院士後,美國科學院或者哈佛大學給院士什麼福利嗎?」

她想了想:「什麼福利和待遇都沒有啊。美國科學院祝賀信中通知我要交400美元的院士會費。」

袁鈞瑛,1958年出生於上海,是今年美國科學院當選的院士中唯一出生於中國大陸的科學家。她是世界細胞凋亡研究領域的開拓者之一,也是世界上第一個細胞凋亡基因的發現者。

當她第一次從空中俯瞰紐約哈德遜灣時,紐約、以及後來毀於「9·11」事件的雙子塔,這些和她後來研究了三十多年的細胞一樣,都是陌生而神秘的。那是1982年的5月。

那時,美國選拔國外留學生的GRE和TOFEL考試,還未獲准在中國大陸進行。中美聯合培養生物化學類研究生計劃(CUSBEA)項目為中美學子架起了跨越大洋的橋樑。該計劃的發起人吳瑞先生是美國康奈爾大學的教授,他早在20世紀70年代早期就建立了DNA測序技術,曾因此獲得諾貝爾獎的提名。當他得知李政道教授發起了為中國培養物理類研究生的項目(CUSPEA)後,也向中國政府提出了為中國培養生物化學類研究生的這一計劃,並理所當然地得到了決心奮起直追世界先進科技水平的中國政府的大力支持。

袁鈞瑛就是首屆CUSBEA的博士生。

科學研究要從經典、原始的文獻開始

儘管哈佛大學還在放假,但袁鈞瑛的博士生導師保羅·帕德森教授仍親自去波士頓車站接她,並開車將她送到宿舍,還給她買了一盤盛著香蕉、蘋果的水果盤和一份蔬菜沙拉作午餐。

「那個時候的波士頓正在放暑假,帕德森教授走了以後,我看著蔬菜沙拉吃不下去,心想美國人怎麼跟兔子一樣的,吃生的菜葉子?因為那時聽說美國有多危險,我也不敢一個人出去,結果只能一個人在房間里吃水果。」袁鈞瑛笑著回憶剛到美國時的種種不適。

她就靠那一盤水果撐了三天。到了第三天晚上,她忽然想起,來之前媽媽給了她一張紙條,讓她把一包東西帶給一位朋友。於是,她就趕緊跑到拐角的電話亭裡面給媽媽的朋友打電話。對方一接到電話就問:「你吃了嗎?」一聽這句話,她的眼淚就流下來了。她這時才體會到,中國人從生活里提煉出來的這句問候語,真的是最親切最實在不過了。這家人聽說袁鈞瑛竟然餓了三天,立即開車來接她到家裡吃飯。

比蔬菜沙拉的挑戰要嚴峻得多的,無疑是美國博士生的課程。袁鈞瑛記得她在復旦大學生物系讀本科的時候,最苦惱的是看不到國外最新出版的科技文獻。

但在哈佛讀博就完全不一樣了:教授每天給學生髮一大堆科技文獻回去看,然後第二天上課討論。

「那時我們讀的都是研究領域最經典、最原創的文獻。就是看它最原始的發現是怎麼開始的,後來的研究又是怎麼一點一點深入的。科學家最重要的本領,就是能做到最原創性的發現。現在學生的注意力都集中到如何才能在高影響因子的核心期刊上發表論文去了。要知道科學上的很多重要的原創性的發現,最初不一定發表在核心期刊上。去年獲得諾貝爾生理學和醫學獎的日本科學家大隅良典,他最初有關細胞『自噬作用』的幾篇研究論文,都不是發表在很重要的核心期刊上。」袁鈞瑛說。

在研究原創性文獻的過程中,袁鈞瑛注意到,此前的學者只是觀察到了細胞死亡。比如,在人體胚胎的正常發育過程中,胎兒最初的手掌如同一個圓盤,尚未分出5個手指。隨著生長發育進程,手指間的細胞漸漸死亡,最初的「圓盤」才出現了5個手指。如果在發育的過程中出現遺傳基因的突變,有的應該死亡的細胞沒有死亡,就會出現兩個手指連在一起的「並指」現象。但她發現,並沒有人對此進行研究:細胞死亡本身是怎麼發生的?為什麼在疾病中有的應該死亡的細胞沒有死亡,而有的不應該死亡的細胞卻死亡了?

促使袁鈞瑛把「細胞死亡的機理」作為科研主攻方向的,還有一件事:教授在講述帕金森綜合症、老年痴獃等神經退化性疾病時,將幾位病人帶到課堂上,這讓袁鈞瑛的觸動很大。這些病人有的竟然像非洲饑民一樣瘦得皮包骨,還有的患了「舞蹈症」,坐在輪椅上完全不受自己神經控制地舞動。這些神經退化性疾病的共性都是因為不同的神經細胞死亡了。上完這節課,袁鈞瑛不禁產生一個疑惑:為什麼在這些病人中不同的神經細胞會選擇死亡呢?

她從神經生物學課上獲悉,在完全正常的發育過程中,大約50%的神經細胞會死亡。當時學界對神經細胞死亡原因的解釋是:「這些細胞是餓死的。」袁鈞瑛認為這個解釋不合邏輯,因為發育是一個很程序化的過程,被動地餓死和發育的程序性之間有矛盾。

為此,袁鈞瑛特地去請教一位有名的教授。這個教授回答說:「細胞死亡是因為它們不重要才餓死的。」

多年後,倆人再次笑談起當初的問答。那位教授坦誠說:「我錯了。」如今,他也在研究細胞死亡。

在哈佛讀博的第二年需要選實驗室了。袁鈞瑛找了半天,也沒有在哈佛找到一個專門研究細胞死亡的實驗室。於是,她去找研究生部主任說:「我找不到一個感興趣的實驗室。」

「現在回想起來,我當初說這話的膽子也真是夠大的。也許人家會想:你一個中國學生,英文都不怎麼好,敢說哈佛沒有一個實驗室讓你感興趣?但哈佛有一個非常好的傳統,就是特別尊重學生的創造性思維。研究生部主任就說,那你可以到劍橋、到麻省理工去找啊。聽了這話,我特別高興,因為我知道麻省理工有個實驗室正在做細胞研究。」

直到她當教授多年後才知道,當時哈佛的研究生部內部對此也進行了激烈的爭論。因為如果她作為哈佛的博士生去麻省理工的實驗室,哈佛必須出一筆錢給麻省理工。哈佛研究生部主任愛德華·克爾維茲後來對她說:「事實證明,我們哈佛這麼做也沒有吃虧:因為我們還是把你要回來做教授了!」

她的發現證明了導師的猜想

袁鈞瑛在麻省理工的導師鮑勃·霍維茨教授,是一個研究小線蟲發育的專家。小線蟲通體透明,用顯微鏡可以觀察到它發育過程中細胞的變化。一條線蟲有900多個細胞,其中131個會在發育過程中死亡。有趣的是,這131個細胞死亡的時間在不同的小線蟲的發育過程中是相同的,這說明這131個細胞的死亡是受遺傳基因控制的。

細胞不為人知的生死,蘊含了生命無窮的奧秘。

袁鈞瑛也由此進入細胞死亡研究領域,在哈佛和麻省理工這兩所世界一流的大學裡,她得到了最嚴格的科學訓練。「我們那時很拚命,每天總是要把可以做的實驗全部做完才回去,」袁鈞瑛說。在鮑勃領導的實驗室中,袁鈞瑛發現了線蟲細胞的死亡基因,這是在所有的生物中發現的第一個控制細胞死亡的基因。

1989年,袁鈞瑛哈佛博士畢業。博士畢業後的袁鈞瑛,曾打算申請做博士後,以繼續研究細胞凋亡在人類、老鼠中有沒有類似的情況。因為當時科學界對線蟲細胞死亡基因的發現有嚴重的爭議:線蟲只有900多個細胞,而哺乳動物、人的細胞要多得多,線蟲細胞死亡機理的發現,對哺乳動物和人來說究竟有沒有價值?

這時,正巧麻省總醫院要建一個心臟研究中心,研究包括「減少心肌梗死後心肌細胞死亡」等課題,聽說袁鈞瑛有志於人的細胞凋亡機理的研究,於是聘請她成立一個實驗室。沒有做過博士後,就有一個自己的實驗室,這在科學家的成長過程中也是非常少見的。

3年後,袁鈞瑛領導的實驗室就發表了兩篇重要的研究論文,其中一篇是《線蟲的細胞死亡同源基因在調控哺乳動物細胞凋亡中的作用》。這一發現證明了她在導師鮑勃領導的實驗室中完成的博士論文關於發現線蟲細胞死亡機理的廣泛意義。這一研究成果也引起了諾貝爾獎基金委員會的關注。當時,年僅35歲的她應邀去諾貝爾基金委員的論壇作學術報告。

1996年,她成為哈佛醫學院的副教授。2000年升為哈佛大學醫學院的終身教授。哈佛升正教授的程序是極為嚴格的:首先,本系的所有教授要討論通過:再要徵詢全世界同一領域的10多名頂級專家學者的意見,這些專家學者必須書面回信充分肯定被推薦人的工作價值以及在行業中的領先地位,並聽取10多位哈佛大學外系教授的意見,最後才提交校董會批准。這一評審辦法,確實保證了哈佛教授鮮有濫竽充數的「南郭先生」。

僅僅8年,袁鈞瑛就從一名助理教授升為終身教職的正教授,並且成了哈佛醫學院第一位亞裔的女性正教授。

從細胞分子層面上攻克阿爾茨海默病

「阿爾茨海默病(老年痴呆症)簡單來說可以分為兩種:一種是發病年齡在四五十歲左右的早老性痴呆症;另一種是人真的進入老年期後患上的老年痴呆症。統計顯示,不同種族的人在年過85歲以後,都會有三分之一的人患老年痴呆症。」袁鈞瑛告訴記者,「過去,醫藥界認為這兩種老年痴呆症是一樣的,但至今未能成功研製出治療老年痴呆症的新葯。我認為這兩種老年痴呆症的細胞凋亡機理是不一樣的,所以我們正在研製新葯。」

希望能從細胞分子的最基本的層面上,對治療阿爾茨海默病、帕金森病、肌萎縮性脊髓側索硬化症等有所突破,是袁鈞瑛現在全力攻克的科研難關。二十多年來,袁鈞瑛以化學生物學的方法,首次發現了調控細胞壞死的關鍵蛋白RIPK1及其小分子抑製劑,並在國際上首次為程序性細胞壞死命名。這一發現顛覆了壞死作為被動型死亡的傳統觀念,其命名得到了國際生物學界的廣泛認同。迄今為止,她在國際科技頂級期刊發表了200多篇論文,被國際同行的引用超過7萬次,引用指數為106,即每篇論文至少被106篇文章引用,這是國際頂級科學家的引用數。

2012年,袁鈞瑛接受中組部邀請以「頂尖千人」身份,領銜組建了中國科學院生物與化學交叉研究中心並出任中心主任。上月,記者採訪她時,正趕上交叉中心舉辦新招聘的研究生夏令營。「我希望能把我們當初哈佛神經生物系的學習研究氛圍帶到這裡來,讓這些從世界上頂級實驗室來的年輕人能思維碰撞,激發出發明的火花。」她說。

讓中國的年輕學子儘快地趕上世界的先進水平,是袁鈞瑛的一大心愿。

「在我自己的成長道路上,就受惠於很多人的幫助。中學時期陸載陽老師就是其中一個,」袁鈞瑛說。1977年,她從上海五十四中學畢業後分到上海一家紡織機械廠當工人,陸載陽認定她要上大學,不僅提前4個月告訴她國家要恢復高考,而且從貼著封條的學校圖書館為她「偷」出數理化教科書來學習。全憑自學,她4個月里做了教科書上所有的習題,成為1977年高考上海理科狀元。

復旦畢業後,她又一次以第一名的成績考取了上海第一醫學院的研究生。

袁鈞瑛的母親是一醫的中藥植物分類教授,她父親是一醫的解剖學教授,而她爺爺是一醫的二級教授。做個醫生,曾是她母親對女兒最大的心愿。

袁鈞瑛10歲那年,正是「文革」動亂時期。一天,學校要批鬥「反動學術權威」———她的爺爺,還勒令她的父親去批鬥會上發言。結果,她父親走到半路,因過度緊張而暈厥在地。送到中山醫院病房,又正趕上所有的醫生被打成「牛鬼蛇神」,只能打掃衛生,由原來的護士「造反」給病人看病,結果把她父親的葯配錯了。

「我父親躺在病床上,看見中山醫院院長拿著掃帚簸箕進病房,父親已經感覺人很不好,就求院長說:『你給我看看病吧』。中山醫院當時是一醫的附屬醫院,兩人都認識,但院長是『靠邊站』的『走資派』和『反動學術權威』,怎麼敢當著押解他的『造反派』再為他看病?只能搖搖頭一言不發地走了。」

兩周後,年僅40歲的父親就因醫院用錯葯而不幸辭世。

今天,她願意為中科院培養青年才俊,從情感深處來說,就是不希望悲劇重演。

「如果要讓我重新選擇一遍學術生涯,我還是會選擇研究生物醫學。因為做生物醫學領域的科學家實在太有趣了:你要發現一個別人沒有發現過的有趣的問題,然後自己來尋找最合理的答案。就像大自然在森林裡為人類預設了很多謎語,你先要在森林裡找到謎語,然後再全力以赴地尋求謎底。當你歷盡千辛萬苦走出森林時,謎底就在前方閃耀,而這個謎底可以幫助到世界不同國家和地區的所有人。」袁鈞瑛說。

培養學生的科學理想比什麼都重要

對話院士

美國科學院院士:優先泊車?

文匯報:美國科學院通知您新晉院士這個好消息的同時,還讓您交了400美元的會費?

袁鈞瑛:前幾年,美國科學院院士的會費好像是每年200美元,現在也「漲價」了,每年400美元。美國科學院的院士主要分為三類:院士、榮譽院士和外籍院士。院士擁有推薦和選舉新院士的選舉權,以及被推舉擔任美國科學院公職的被選舉權。如果院士3年沒有繳納會費的,就會被自動轉為榮譽退休院士。而在美國國家工程院,只要拖欠會費4個月以上,理事會就會將其轉為非活動院士,在其將拖欠的會費繳清後可以轉回活躍院士;而連續繳納會費10年以上的活躍院士,在年齡達到75歲以上的,可以申請轉為榮譽退休院士。

文匯報:作為美國科學院的院士,有什麼待遇嗎?今後拿項目或者申請科研經費是不是更容易了?

袁鈞瑛:好像沒有什麼特別的待遇。我記得最經典的例子是著名華裔科學家李遠哲的故事,他是1979年被選為美國科學院院士的,1986年他又獲得了諾貝爾化學獎。獲獎之後,加州伯克利大學在學校停車場給他立了一塊牌子「此車位由李遠哲教授優先使用」,並不是給他一個車位,僅僅是「優先使用」而已,車位的產權還是學校的。科學院院士在美國是學術界的最高榮譽,但它和拿項目、申請科研經費並沒有關係。申請科研基金,最關鍵的還是要看你項目本身的質量如何。在成為院士之前,我申請經費也從來沒有遇到過問題。當然,如果你是院士,說明你過去的科研工作得到了學術界較為廣泛的承認,也許別人可能會比較尊重你的意見。

高分成績單,未必能反映學生的科學理想

文匯報:5年前,您就回國領銜組建了中科院生物與化學交叉研究中心,並出任中心主任,您對國內科研的發展有何評價和建議?

袁鈞瑛:這幾年,中國的科學事業發展得非常快。我相信再這樣鍥而不捨地堅持發展二三十年,中國的科學事業,尤其是基礎科學一定會有很大的飛躍。但從目前的情況而言,中國從事科學研究的團隊與世界上科技領先的國家相比,還是遠遠不夠的。以哈佛為例,在哈佛醫學研究中心為圓心的1-2平方公里之內,有5家大醫院,匯聚了大約1-2萬名科學家在從事研究工作。這樣的規模,我們國內相比還有不小的差距。

文匯報:您認為怎樣才能有效地增強中國科學家的團隊?

袁鈞瑛:我們的大學要培養年輕人的科學理想,他必須真的熱愛科學,這是最重要的。據我所知,哈佛生物醫學專業大約每年在中國頂級的大學招2-3名博士生,二十多年來至少也招了四五十名了吧。但他們現在留在哈佛做生物教授的只剩兩三個人。這幾十個生物學博士去哪裡了?除了去製藥公司以外,很大一部分去了華爾街。華爾街的收入可能是在哈佛做教授的兩三倍啊。一個學生的科學興趣和科學理想,學校給的成績單是未必能反映出來的。但學校最重要的,恰恰是要培養一個人獻身科學的理想、有強烈的科學發現的興趣,但這無疑比教會學生背公式、背定理要難多了。

其次,還應加大對科學家團隊的投入。舉個例子,我們現在規定科學基金用於人力成本的比例是10%,也就是一個投入1000萬元的科研項目,用於科學家的收入只能100萬元,其餘的只能用於購買設備、開會等等。收入太低了,怎麼可能把一流的科學人才吸引回來呢?科學發現、科學創造的最主要的動力源是科學家啊!

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