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颜色俘虏
利用生物学和化学技能,钱永健找到了让绿色荧光蛋白发光更强烈、时间更久的办法,他还改变绿色荧光蛋白基因的氨基酸排序,造出能发出不同颜色的荧光蛋白。钱永健兼职的霍华德·休斯医学研究所发表新闻公报说,钱永健提供给世界的荧光蛋白有“樱桃色、草莓色、橘子色、番茄色、橙子色、香蕉色和密瓜色”。
“就像一大盒彩笔,”在加利福尼亚大学圣迭戈分校与钱永健合作多年的马克·埃利斯曼说。
花花绿绿从小是钱永健的最爱。
“我一直就喜欢颜色,”钱永健说,“颜色让工作更有趣,能让你做更长时间。尤其是在比较挫折的时候更有帮助。要是我是个色盲,我一定不会做这行。”
钱永健的这种偏好帮了研究人员大忙。有了不同颜色的荧光蛋白,可以同时观察多种细胞反应。钱永健没有止步于此,他继而研发了能随着酸度、钙水平等环境变化变色的荧光蛋白以及与其他颜色荧光蛋白相互作用后会产生新颜色的荧光蛋白。2007年著名实验“脑虹”最后产生90多种颜色,就是利用这些荧光蛋白。
“脑虹”实验由哈佛大学分子和细胞生物学系教授杰夫·利希曼和乔舒亚·萨内斯主持。这一小组将红、黄、青3种荧光蛋白基因嵌入老鼠基因组,随着老鼠胚胎的生长而分裂生长。研究人员随后用来自细菌的重组基因激活这些色素基因。通过在老鼠不同部位或不同发育阶段使用色素基因,成功为老鼠的不同细胞涂上不同颜色,最终展现在显微镜下的老鼠脑干组织切片上有近百种颜色标记,如一幅色彩绚丽的抽象画。
荧光工业
对自己获奖,钱永健说,发现绿色荧光蛋白的不是自己,利用它作出重大生物学贡献的也不是自己。
“我就是个造工具的人,”他说得再简单不过。
有了这一工具,研究人员可以将绿色荧光蛋白基因插入动物、细菌或其他细胞的遗传信息之中,让它随着这些需要跟踪的细胞复制,细胞产生的绿色荧光蛋白能“照亮”不断长大的癌症肿瘤、跟踪阿尔茨海默氏症对大脑造成的损害、观察有害细菌的生长,或是探究老鼠胚胎中的胰腺如何产生分泌胰岛素的β细胞。
所谓工欲善其事,必先利其器。钱永健造出来的这个工具有多重要,还是要用数字说话。1992年研究人员成功复制绿色荧光蛋白基因以前,当今世界最具权威的生物医学文献数据库医学文献分析和查询系统(Medline)内只有十余篇提到绿色荧光蛋白的文献。这一年后,绿色荧光蛋白的出现频率几乎可与试管相比。去年,使用绿色荧光蛋白或其他荧光蛋白做研究发表的论文数量超过1.2万份。
沙尔菲评价说,钱永健“真正将绿色荧光蛋白变成了一个有用的工具”。
瑞典科学院将绿色荧光蛋白的发现和改造与显微镜的发明相提并论:“绿色荧光蛋白过去10年间成为生物化学家、生物学家、医学家和其他研究人员的引路明灯……成为当代生物科学研究中最重要的工具之一。”
感谢水母
得知自己获得诺贝尔奖的消息当天,钱永健说,全世界成千上万科研人员以荧光蛋白以及衍生出的其他工具开展科研工作,每当他们作出成就,“我也沐浴在荧光的小小温暖中”。
他说,绿色荧光蛋白领域的研究是众多科研人员不断积累的结果,“我很高兴和下村修、(马丁·)沙尔菲分享这一荣誉,我自己则要感谢在我的实验室工作过的人,他们都做出了重要贡献”。
钱永健半开玩笑说,其实水母也有功劳。“尽管我们不明白它们为什么要发光,但上千万年来它们一直在发光。要是没有水母,今天这一切都不会发生。”
由于当天祝贺和采访的电话从世界各地潮水般涌来,钱永健颇有点招架不住。“我感觉自己有点像被汽车大灯照到的一只鹿,我今天肯定不如昨天聪明。”
作为华裔科学家,钱永健希望他获奖可以激励中国年轻人,“当然,我希望各个国家的年轻人都能受到激励,但我知道,中国人对此会尤感骄傲”。
抗击癌症
钱永健说,他今后不会再花太多时间在荧光蛋白上。他将把自己的时间投入改善人类生存状况,尤其是希望能为治疗癌症、中风和动脉硬化作出贡献。
在谈到为什么要研究癌症时,他说这是因为自己的父亲就死于癌症。“他得的是胰腺癌。确诊之后只活了6个月。”
钱永健的方向是成像与治疗。眼下主要成果是U形缩氨酸,用于装载成像分子或化疗药物。
癌细胞会分泌一些可裂解其他蛋白的蛋白酶,这些蛋白酶很少在健康细胞附近出现,U形缩氨酸就专门针对这些蛋白酶设计。当二者相遇,蛋白酶会穿透U形缩氨酸底部,使其双臂分离。这时,其中一支臂拖着成像分子或化疗药物穿透细胞壁、进入癌细胞。这样,癌细胞要么被上药,要么被成像分子标示出来,可帮助外科医生彻底割除肿瘤。
“我一直想在临床方面做一些与我事业相关的事,”钱永健说,“如果可能的话,癌症就是终极挑战。”
钱永健说,自己在职业生涯中“从不在一个课题上搞太久”,而是喜欢开拓新领域,为后来者打开一扇扇门。
这一次,他是不是摸到了一扇更大的门?(王丰丰)