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【华人之光Ⅱ】施扬(2):“工作狂”的悲喜剧

2015-04-20 按蓝字加我好友 赛先生




初入哈佛,施扬在其崭露头角的基因转录研究方向上继续前行。虽然也发了论文,但他并不满足,甚至觉得自己当时所做并非真正的生物学研究。他希望自己去做一些真正有意义、有影响力的事情。不过,在浩如瀚海的未知面前,他也困惑了许久。加之各种压力,这位“工作狂”在实验室里经历着科学人生中的悲喜剧。




《赛先生》特约撰稿人 涂芮/整理


刚到美国时,施扬曾发誓“绝不在周末工作”。但很快,他就变身为周末也泡在实验室的“工作狂”之一。


博士后期间让他崭露头角的YY1 Factor(阴阳因子),就是在一次周六加班中诞生的成果。而在进入哈佛大学之后,他全凭兴趣,在没有资金,也没有所在实验室同事支持的情况下,利用周末时间和另一位科学家开始了自己的一个新的研究课题。


值得一提的是,这个研究领域后来发展为一项获得诺贝尔奖的工作。然而遗憾的是,初入哈佛大学的施扬在诸多压力之下,未能进行这方面的研究。


在浩如瀚海的未知面前,也许每个科学家都有过“我要研究什么”“这项研究价值何在”“会不会成功”等等的困惑。当然,施扬也曾经遇到过这样的时刻。


从“大战”秀丽线虫开始


鲁白:一般来说,完成博士后工作之后,科学家会接着原来的课题做下去,因为对这个课题相关的领域和技术都已经比较熟悉了。但是,继续做下去也有一个比较严重的问题,那就是会跟自己的导师形成竞争关系。你当时为什么没有继续做转录因子的研究?有一段时间转录领域很萧条,此前的几位著名学者都不再做了,这是你想要转换方向的一个原因吗?


施扬:其实我一开始还是继续去做了。就像你说的,大家的路径一般都是先继续做原来的方向,然后再去探索新的领域,所以我一开始还是做了先前的研究。虽然也发了论文,但是我并不满足,我觉得应该做一些真正有意义、有影响力的事情。我总觉得,我做的事情没有影响力。这困扰了我很多年。



1995年,施扬(中)与同事讨论科学问题。



我觉得我当时做的不是真正的生物。你知道,培养细胞、转质粒等等这些事情,其实离真正的生物学研究还很远,所以觉得很不满足。我想去做生物,但是对生物又不是很了解,于是就去阅读相关资料,后来我觉得秀丽线虫看起来不错,也是那个时候开始对染色质有了兴趣。


那是1995~1996年,当时没多少人愿意做染色质。因为大家认为,染色质只是一个用来压缩DNA的惰性结构——将几米长的DNA压缩到微米尺度,装到一个细胞里面。很多人认为染色质的主要功能就是压缩,所以就没有人愿意去研究它,只有少数人在研究它在基因调控中的作用。


对染色质有了兴趣以后,我就找了一个叫做乙酰转移酶(acetyltransferase)的生物酶,想在秀丽线虫里去做它的生物研究。当时我也是出于很幼稚的一个想法,觉得这样就可以做遗传学、做真正的生物研究了。


我有一个特点就是可以随时拿起电话去跟别人交流,不管是否认识对方。我打电话到处问,用线虫做遗传学研究要怎么做。后来,我碰到的一个人建议我去找Craig Mello(编者注:时任美国马萨诸塞大学医学院教授,2000年后任霍华德‧休斯医学研究所研究员),说Craig用的一个技术很快就可以知道所研究的基因 45 32944 45 14939 0 0 2607 0 0:00:12 0:00:05 0:00:07 2858能。我问他是反义RNA干扰吗?他说不是反义RNA,也不知道是什么,但好像是挺有用的。


大家知道,Craig Mello后来是因为RNAi(RNA干扰)的工作得了2006年诺贝尔奖,当时他刚在美国马萨诸塞大学医学院开始他的独立研究生涯不久。我找到了他的电话号码,打电话给他说我是Yang,当然,他也不知道谁是Yang。我说我有个蛋白质p300,想在C.elegans(秀丽线虫)里研究,想跟你合作。


给他打完电话以后,我就去说服我实验室的人来做这个研究。但是几个月过去了,因为实验室里每个人都有自己的课题,所以很难说服大家来做这个新的事情。就在这个时候,Craig打电话给我。他说那就我们两个人来做吧,我说那行。


这项研究没有经费,就是我们自己在做。那时候,想要说服我们实验室的人,我就得做出一个榜样,证明我如果愿意去做,就是一定能够做到做好。


1995年,施扬(前排右1)进入独立研究生涯后的第4年,与他在哈佛大学实验室的第一个研究团队合影。



我和Craig决定,每个星期五他在线虫里做实验,星期六我去分析结果,也就是他把基因抑制掉以后,我去看线虫的发育。第一个星期六,我是开车去的。我开得很快,为此还吃了超速罚单。到了之后,我们寒暄几句,Craig就指着一叠培养线虫的盘子说:“你可以去分析了。”


我此前没有看到过线虫是什么样的,但也不太好意思问,心想分析就分析吧,于是装模作样地去显微镜下看,调来调去终于看到了。Craig说:“我还给你做了一个针,可以把它挑起来。”我挑半天挑不起来,再一看,盘子上密密麻麻布满一个个洞。


那个盘子是用类似于凝胶的材料做的,线虫就在上面爬,如果用针挑得不对,那不就挖洞了吗?我一看,我的盘子上遍体鳞伤,一个线虫都没挑起来。


我就跑过去看Craig怎么弄。他动作很柔和,就轻轻地碰一下,利用表面张力把线虫吸起来,而不是硬挖起来。就是这样,我开始学着拿线虫做实验。


那是我完成速度最快、花费时间最少的一篇文章。3个月时间里,每个星期都只用周六的时间,通常从早上一直做到晚上12点左右,3个月后就开始写文章了。


总有未知等待被发现


鲁白:那个时候的施扬是“钻石王老五”,是不是连女朋友都还没有呢,可以周末去做实验。


施扬:但是Craig比我更疯狂。还记得第一次去做实验那天,我从早上10点钟一直做到晚上9点钟,没吃任何东西。Craig是不吃中午饭的,他一直在做,我也就没好意思提吃饭的事情。第二个周六,我就带了两个三明治,一个给他一个给我。到了中午,我提议说我们休息下,吃中午饭。


我一般在实验室做到晚上十二点、一点要回家时,Craig还在做,比我走得还要晚。有一次下大雪,足足有18英尺厚。他说:“你就住在我家吧,不要回去了。”我说算了算了,我还是回家吧。我开着车刚一出去,车就打滑,进到波士顿的一条收费公路后,路面全都是积雪,车子以5码的速度往前“爬”,好在最后总算安全回到家了。


说到下雪,还有一段很有趣的故事。我与Craig的合作是从一个寒冬开始的,那年冬天经常下大雪。当时他的实验室也就刚刚成立不久,每个人都很努力,尽管天寒地冻,但每个周末都会有人在实验室做实验,我自然也是每个周六都去。但是很不巧,实验室大楼的程控门那会儿出了故障,很长时间都没有修好。我到了之后,无法呼叫室内的人给我开门,当年也没有手机,我又没有钥匙,所以自己是根本进不去的。


怎么办?感谢大雪天,Craig的实验室在二楼,雪球正好可以打到,不过需要一些技巧。我就团了很多雪球,然后对着实验室的窗户一个一个扔过去,从头打到尾。如果谁正好在这边工作,看到雪球砸在窗玻璃上,就知道“噢,Yang来了,我要下去给他开门了”。


那是1996年,我刚升职为副教授,此后就一直在实验室研究线虫。因为开了个好头,所以这方面的研究经费逐渐充足,线虫也就做了很多年。后来我跟别人说我是研究哺乳动物的,别人都是这样的反应:“我还以为你是研究线虫的呢!”所以说,我完全是作为“线虫生物学家”被大家接受的。



施扬在哈佛大学的实验室。



当时的合作中还有一个很好的机会。那个时候,科学界还没有提出RNAi(RNA干预)这个概念。我跟Craig讨论了要如何命名这个现象,所以在我写的这篇文章中曾采用了RNAi这个名称,然后我们两个人把文章投给了Nature。这是在RNAi的研究兴起之前的事情。


有时你会做出正确的选择,但有时也会做出错误的选择。


但Nature没有接收这篇文章,就因为文章中没有机制阐述,不知道RNAi是怎么起作用的。后来,这篇文章在抽屉里放了很长时间。不过我仍然觉得RNAi现象很有意思,我跟Craig讨论,推测这是不是跟染色体有关系,它为什么会有遗传性等。


当时哈佛大学的职业评价机制是,任教后你只有11年的时间,然后留下或者离开,也就是说,在哈佛从事研究工作到第11年的时候,如果没有拿到终身教授,那么你就失业了。


所以,当我1996年成为哈佛大学副教授的时候,大家就说:“倒计时开始了。”因为距离晋级终身教授只剩下5年的时间了。当时我的思想上还是有压力的,觉得去做RNAi那样的研究还是风险较大。我必须要照顾好手上的课题,保证我有持续的研究经费,继续把工作做好。所以,我就没有往RNAi方向做下去。


鲁白:与一项“诺奖”工作失之交臂,的确令人感到遗憾。如果那个时候没有评哈佛大学终身教授的压力,是不是可能会从事RNAi的研究?


施扬:有可能。不过和“失之交臂”还差十万八千里呐。Craig的贡献之一是用遗传学的方法鉴别出了介导RNAi应答的酶,从1998年那篇历史性的Nature论文,到获诺贝尔奖只有8年时间,应该说获奖速度已经很快了。


我最近在看一本物理学方面的书,其中讲到,牛顿定律几乎能够解释所有的宏观物理现象,1860年的时候,大家认为物理学的主要发现都已经完成并到达顶点了,就连著名的开尔文也认为物理学将只剩一些琐碎的工作了。真的是这样吗?1915年就有了爱因斯坦的广义相对论,完全改变了之前的认识。


生物学领域也是一样,自从发现了DNA以后,大家就认为生物学的基本原则已经建立了,就是DNA到RNA再到蛋白质,大的概念肯定已经没有了。没想到,还有个RNAi可以反过来影响调控基因的表达。这是一个重要的概念和发现,此前没有人意识到,继DNA之后,还会有这么重要的生物学发现。


所以,整个生物学的现状也许跟19世纪的物理学有些相似,肯定还有一些东西正等着被发现,但我们并不知道会在哪里出现。




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