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结构生物学家解码问题蛋白质
颜宁:晶体行家
小时候,颜宁读过一本16世纪的中国经典小说,小说的主角是一只可以变身成为其他动物的猴子。颜宁很想知道如果自己也能变身会是什么感觉:“如果你能把自己缩小到分子或蛋白质的大小,那一定是个截然不同的世界。”她还记得自己这样想道。现在,作为一名顶尖的结构生物学家,颜宁每天都生活在那个世界里,研究蛋白质在原子层面如何工作。她说:“我成为结构生物学家几乎是命中注定的。”
颜宁在普林斯顿大学做了博士和博士后研究,并于2007年在清华大学设立了自己的实验室。当时她30岁,是全中国最年轻的女性正教授之一。她致力于解析镶嵌在细胞质膜上的蛋白质的结构,一个以难解而著称的问题。
她的目标之一是人类葡萄糖转运蛋白GLUT1——一种对向细胞提供能量至关重要的蛋白质。许多实验室都试图解析它的结构,但都未能成功,一部分原因是GLUT1很容易改变形状。颜宁使用了一系列技巧来限制它的变化,最终成功结晶,并在2014年解析出了它的结构。
加州大学洛杉矶分校的生物化学家罗纳德-卡巴克(Ronald Kaback)表示:“50多年来,人们一直在试图结晶GLUT1,然后突然之间,她就得到了答案。”
颜宁还在接连不断地做出发现,包括一系列备受关注的结构。大多数夜晚,她都会熬夜到凌晨两三点,并翘掉晨会,好尽可能在实验室多呆一会儿。与此同时,颜宁也成为了一位呼吁为女性和青年科学家提供更好条件的知名倡议者。
她对使用最新的技术,比如冷冻电子显微镜技术感到十分兴奋。冷冻电子显微镜使研究者们得以在蛋白质的自然状态下研究它们的细微结构,而不是以纯化的晶体形式。颜宁说,在中国工作的优势之一是从来不用担心资金,并认为结构生物学在中国有光明的前景。“进步的空间是无穷的。”
王贻芳:粒子能量
王贻芳有个计划,要将中国推向粒子物理研究的第一线。王贻芳是中国科学院高能物理研究所的所长,他想建造一座周长50-100千米的环形粒子对撞机,超越欧核中心周长27千米的大型强子对撞机(LHC)。该中心是一个位于瑞士日内瓦的粒子物理实验室。
这一计划非常大胆,特别是对一个现存最大对撞系统的周长只有250米的国家来说。王贻芳的计划是建立两台设备:一台探索希格斯玻色子,在2028年左右投入运行。随后的设备将会使用同一条隧道,用至多七倍于LHC的能量击碎粒子。
中国将不得不与欧核中心竞争;欧核中心也想设立一台后LHC时代的设备。虽然中国目前仍然处于下风,但王贻芳的计划已经得到了越来越多的支持,普林斯顿高等研究院的理论物理学家尼马-阿尔坎尼-哈米德(Nima Arkani-Hamed)这样表示。在2013年,王贻芳聘请他出任了中国科学院高能物理前沿研究中心的主任。“现在这不仅仅是幻想了;这真的有可能发生,”阿尔坎尼-哈米德说。
王贻芳说,他敢于申请这个计划,是因为大亚湾核反应堆中微子实验的成功。在2012年,他击败了各国的竞争对手,领导这项国际合作,测量出了一项决定中微子变化的参数。
中国超级对撞机的耗资将是大亚湾预算的250倍以上,将会比大亚湾实验更难获得支持。中国政府还未宣布是否会支付这一项目60亿美元(约合390亿人民币)的预算。牛津大学的物理学家布莱恩-福斯特(Brian Foster)表示,王贻芳已经证明了他有领导重大项目起步,并引进国际支持的能力。
他最优秀的品质之一是坚持,哈佛大学数学家丘成桐表示,“而且他往往都会成功。”
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