劉穎 顯微鏡下，看生命星塵漫舞

2017年12月29日，劉穎領取別克2017魅力人物獎項

別克致敬2017魅力人物|劉穎

29歲成為北京大學的博士生導師，2014年入選國家「青年千人計劃」，2017年入選美國霍華德·休斯研究所國際研究學者；她和研究團隊首次證明了神經肽介導了神經細胞內線粒體抑制激活其他組織的細胞非自主性應激反應，發現了線粒體損傷的隔代遺傳現象，揭示了細胞非自主性的線粒體UPR新機制……迄今已在Science，Nature，Molecular Cell和Cell Research等權威雜誌發表第一和通訊作者論文。科研就像她熱愛的馬拉松，讓她的性子被打磨得越發堅韌和沉穩。對生命的好奇、熱情和敬畏，將繼續伴隨她度過這漫長而快樂的旅程。

一

細觀生命結構之精妙而受到的震撼，是許多生命科學研究者共同的感觸。回憶起第一次接觸DNA雙螺旋結構，劉穎語氣有些遲疑，驚奇中含著輕微顫慄。

「這是怎麼……我是說，自然演化怎麼能呈現這樣精妙的結構呢？」2001年，還在讀高二的劉穎在一次生物實驗里從香蕉中提取出了DNA，這點燃了她對微觀生物的好奇，「雙螺旋的雙鏈是怎麼解旋、轉錄，再翻譯成蛋白，這三步過程是我們生命里最核心的中心法則。我覺得竟然這樣精妙，特別想要去進行一些深入的研究。」

17年後，在北京大學分子醫學研究所辦公室里，劉穎重新表達了這份衝擊感。最初好奇的那些問題，不少她已經獲得了答案。此時，33歲的劉穎是國內備受矚目的生物學家，主要研究方向是線粒體質量控制和營養感知機制。29歲時，她已成為北京大學的博士生導師，2017年入選美國霍華德·休斯研究所國際研究學者。

宇宙、時間，人們往往驚嘆於物理科學視角中世界的廣闊無垠，而在劉穎看來，微觀生物視角中的人體已經足夠浩瀚，生物的浪漫在細微無人意識之處。

數十億萬個細胞戮力同心，創建了統一、協調的人體。在我們體內，數以兆計的細胞完全自治。通常情況下，細胞們行為規範，人體秩序井然，支撐著我們的每日行動。哪怕你只是打一個哈欠，體內都有上億個細胞在參與活動。

「細胞和人體絕大多數能量都是從線粒體來，線粒體調控著細胞的生與死。比如我們的大腦、心臟心肌、肌肉這些組織對線粒體需求最大，線粒體一旦損傷，最先反應的就是神經性疾病、心血管疾病。」線粒體如此重要，而對於線粒體受損後的研究卻很缺乏。從哈佛醫學院博士後階段開始，劉穎就將線粒體作為以後的主要研究方向。

劉穎和她的研究團隊首次證明了，神經肽介導了神經細胞內線粒體抑制激活其他組織的細胞非自主性應激反應，還發現了線粒體損傷的隔代遺傳現象。2016年10月21日，研究組在Cell Research雜誌上揭示細胞非自主性的線粒體UPR新機制，該文被選為了雜誌封面文章。

這個月的月初，劉穎去兒童醫院談課題合作。醫院大廳里人擁堵著，家長抱著孩子挂號或等候，一問醫生，不少都是外地家長帶孩子來看病，她覺得揪心，「我覺得我要是做醫生，每天得哭好幾回。」這也堅定了劉穎做轉化的決心：「線粒體疾病很多都反映在神經系統，孩子會出現痴呆或智力衰退，你能真真切切地看到，孩子用藥幾年之後的反應會很好。」

然而，從基礎研究到臨床應用的轉化之路漫長。「社會非常想讓我們趕快有臨床應用出來，但真正做出來一個葯就得十幾年的時間，新葯開發的時間、金錢投入巨大，成功率非常低。」劉穎解釋道，基礎研究沒到達一定地步，臨床上的突破會很難。

生命太過複雜了。在劉穎看來，哪怕是人們最習以為常的生命表象，都包含著許多生命科學問題，日常的科學概念也錯綜複雜。「比如衰老，就是一個大餅。我們只能先從邊邊角角開始一小口一小口咬。線粒體也好，端粒也好，大家都是從各個方向往中心問題一小步一小步靠近。」

「並不是說我想研究什麼生命現象，就一下子能把這個東西研究透徹。現在生命科學研究仍處於比較基礎的階段，其實絕大多數生命現象我們都還沒研究清楚。」在劉穎看來，整個生命科學研究進程需要靠基礎研究來穩步推進，而鮮有物理界那種震撼性突破性的結論。

圖 / 本刊記者 梁辰

二

實驗室有一股氣味，微酸、刺鼻，這是對新訪客的問候，在實驗室里待久了，在劉穎分不太出來。在北大綜合科研樓這間「線粒體與衰老」實驗室中，雙面置物架平分著空間。桌子和置物架上放著PCR儀、顯微鏡，還有裝著各種液體的玻璃瓶。

「別緊張，這是營養液的氣味，無毒的。」劉穎拿起一個培養皿。肉眼貼近了看，淺黃底上能發現幾個米色小點。顯微鏡下則呈現另一個世界，掌心大小的皿上，還有上百隻纖長、半透明的秀麗線蟲正在蠕動著，蟲身的兩端圓潤，像劈成兩半的珠子。

秀麗線蟲是劉穎的老朋友了。自將線粒體作為主要研究方向以來，劉穎的生命科學研究中，線蟲作為模式生物相伴而行。通過設置熒光實驗，用產生熒光的蛋白來反映線蟲機體對線粒體損傷的感知過程。據統計，刊登在Nature、Science和Cell等重要雜誌的論文中，80％以上有關生命過程和機理的研究都是通過模式生物進行。

「大自然中的很多微生物和病毒產生的東西都能夠抑制線粒體的功能，如果從化學結構去識別每一種小分子，成百上千種，你怎麼識別得出來呢？」劉穎解釋道，「但監控自己的線粒體功能，相應地激活免疫系統從而抵禦和反饋，對整個機體來說是節約物質和能量的。從這種進化角度，把線粒體的損傷、修復，以及免疫系統的激活聯繫起來，我覺得是我們當時論文的主要亮點。」

通常，科研領域中創新性想法似乎被認為是最重要的。「其實在生物圈，大家經常說一句話，想法是很廉價的。因為在重要問題上，想法大家可能都能想出來，或者每天跳出很多假設。」劉穎表示，現階段的生命科學研究中，最重要的是如何基於這個假想，設計精妙的實驗進行驗證，若假想成立，下一步再用更多實驗來探究更細微的機制。

如何針對科研問題，設計最優實驗體系和實驗方法，劉穎認為這也是目前生物研究中最困難的部分。「可能設計上稍微做一點改動，就是一種突破，讓你的整個研究領域變得開闊。」劉穎介紹，不同的研究課題方向，實驗系統也不一樣。「實驗技術非常重要，有一些人專門做技術，一旦技術上有了革命性的更新，對我們其他做研究的都會有很大幫助。」

實驗體系成型後，就是漫長的試錯。「科研的路挺難走的，其實我一直覺得這和我跑馬拉松挺像。」劉穎表示，一開場的興奮之後，跑步會進入漫長的消耗、怠倦期，「科研過程中會遇到很多不順，因為我們90%以上的實驗都是失敗的。」讀博前兩年，劉穎一連做了五個課題都不順，心裡再動搖，也一咬牙堅持了下來。接下來科研中的無數次試錯，讓她的性子被打磨得越發的韌、穩。

從博士階段算起，劉穎至今已從事了11年的生物研究。最初好奇的那些問題，不少她已經獲得答案。「一開始做科研，你可能覺得自己知道得越來越多了，但隨著你繼續深入，會湧出很多新發現的領域，而你一無所知。在生命這個很深很深的領域中，你觸及的只是它很小的一點，但是這一點，我們都還沒有研究清楚。」

「對生命現象了解越多，真的越來越覺得生命進化出來很神奇。」劉穎說，「我以前聽別人說過，有的生命科學家做到最後就開始信上帝。他會覺得，這麼複雜這麼神奇像已經完全設計好的生命體，就很難通過進化而來，就像是上帝設計好的。」

圖 / 本刊記者 梁辰

三

劉穎見證過最奇妙的事就是女兒的降生。B超下，首先是一團小細胞。再過一陣子，心臟的雛形——原心脈管就開始撲通撲通跳動了。慢慢地，胎兒身體開始成形，最後降生。現在女兒一歲多，圓溜溜的大眼睛很像劉穎。

「一個精子，一個卵細胞，兩個細胞結合，最後就變成了我們家孩子現在這個樣子。」劉穎仍覺得不可思議，「比如受精卵的發育過程，在什麼時間段啟動哪一部分基因表達，再抑制另一些基因表達，就好像編程一樣規定好的。其中哪一步出了問題，整個發育就出了問題。」

孩子出生之後，劉穎的時間安排也有了些調整。剛回國時，劉穎經常晚上在辦公室工作到10點、11點。她特意在辦公室配了把小沙發椅，拉開就是一張床，有時工作太晚，就直接睡在辦公室了。科研和生活的時間博弈中，私生活曾經被壓榨。「現在孩子太小，她很需要我。」現在晚上7點下班回家，一度讓劉穎心懷罪惡感。

「有一種要考試了，別人都在複習我在玩的感覺。確實也是心裡愧疚，最開始那種罪惡感比較大。周圍男老師會待到很晚，到晚上10點11點以後才回家。」劉穎覺得，只要是全心投入有挑戰的事，焦慮在所難免。微信群里經常彈出同行發表論文的新信息，現在她盡量調整心態，不去看那些信息，避免過度焦慮。

時間是永遠不夠用的，這是劉穎十多年來的經驗之談，因為太多文獻可以讀。 「每讀完一篇都會有新的靈感，要是給我時間，我可以一直讀下去。科研是永遠沒有盡頭的，但是人一天也就24小時，只能合理規劃。」隨著工作時間的調整，劉穎效率也提高了一些，「以前有時候可能看文章看累了，會上上網看看帖什麼的，現在很少這樣子了，爭分奪秒。」

無論是家庭、教學、個人生活，哪一項劉穎都不願意讓其成為科研的犧牲品。每到周五晚上，她就開始規劃周末的家庭集體出遊，有時是動物園，有時一家人去新開的餐廳。劉穎發的朋友圈裡，不少是她研製美食的進展。劉穎喜歡做蛋糕裱花，還專門上過幾期裱花培訓課。朋友總打趣她「不務正業」，說她是「被科研耽誤了的星級大廚」。

「朋友和我講過，可能社會上對生命科學家的普遍感覺還是戴厚眼鏡、穿白大褂、頭髮花白、一天到晚埋頭在實驗室的學者，實際情況和這種普遍認知還是不太一樣。我沒覺得做科研有多苦，那是我真正好奇的，其實很快樂。」劉穎說。2015年，身著白裙的劉穎出現在《一站到底》舞台上時，公眾對這位相貌清麗的青年科學家充滿了驚奇。

在哈佛醫學院的博士後階段，劉穎愛上了馬拉松。回國後，夫妻倆一起去過不少其他城市參加馬拉松比賽。前陣子，劉穎還去丈夫單位「蹭跑」了長跑比賽，拿了第三名。她喜歡「泡健身房」，除了有氧運動，還有針對胸、肩等肌肉群的局部力量訓練。不只是放鬆，整個身體機能都要保持健康高效，才能為思考提供能量。

如果科研是一場賽跑，劉穎已將時間線拉長到了接下來的二三十年。如此一來，她也不再為眼前得失太過焦慮。「其實現階段我自己的研究中，還沒有哪個發現是讓我覺得結果是超出預期、太神奇而不可思議的。現在很多研究都是在別人發現的基礎上的深入。還是希望今後自己能開拓一個領域或者做出一些新東西。科研也不是看短期，接下來二三十年里，只要能做出一些獨創的東西就可以了。」

四

作為科學研究者，劉穎似乎躲不開社會的主流「女性」觀念，這讓她有時覺得困擾。

「明顯不一樣的是，幾乎媒體每次採訪我，都會問你怎麼平衡工作和家庭，但我沒有覺得採訪哪個男老師會問到這樣子的問題。」劉穎有些哭笑不得，「那是不是說明在整個主流認知中，社會所期待的男性的家庭生活責任比重要低很多呢？」

工作中，劉穎有時也感受到來自性別偏見的壓力。「好像整個社會主流認知中，女性首先得顧家，不然就是失職，男性要是沒有那麼顧家的話，大家會覺得你在拼事業。」劉穎表示，「但另一方面，男女在科研和工作上明明是一樣的標準。這導致社會對女性的要求很高，因為相當於你兩邊都得做好才行。」

面試學生時，不少女生都會問她，老師您怎麼來平衡家庭和工作，但從沒有男生問這種問題。「學生在選擇時也會面臨這種壓力。」從劉穎的個人經歷來看，生物領域的本科生及博士生中，女性比例比男性要高不少。但到了博士後階段、尤其到了有教職的階段，性別比例出現了很大反差。

「其實到了做博後的年齡，剛好很多人可能面臨著成家。女生一方面可能因為家庭責任感，另外一方面可能也是精力分散，研究也沒有辦法做到這麼好了，我覺得這是一個很重要的原因。」

對自己目前的學術研究，劉穎覺得沒達到她的理想狀態。2017年是她回國入職北大的第四年，前三年的狀態有些急躁。囿於職稱考評的壓力，選研究課題時她不太敢選極費工夫的。這幾個月，她心態有了個轉變：「我覺得可以放慢下來，真真正正去想一想未來能夠在哪個領域可以有突破，然後去試一些以前不太敢試的東西。」

前段時間，「知識分子」微信公號主編饒毅邀請劉穎擔任小學生科學課的主講人。劉穎教孩子們做了當年那個從香蕉中提煉DNA的實驗。在宏觀物理中，人類震撼於宇宙無垠，感嘆自身之渺小。而那些被忽視的微觀生物，則讓人驚嘆生命的神奇和偉大。

「生命本身的存在就足以令人敬畏。」劉穎說。隨著現代生物研究的不斷深入，很多新發現在不斷推翻以前的認知。在劉穎看來，這警醒著我們要保持敬畏，不要為眼前成就而沾沾自喜並對科研乃至生命掉以輕心。

本文首發於南方人物周刊第539期

原標題《劉穎 顯微鏡下，看生命星塵漫舞》

文 / 本刊記者 劉詩蕾

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