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从失业到得诺奖,幕后的女贵人

叶荭          于 October 09, 2014 at 16:17:42:

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本届化学诺奖得主Betzig的主要成果,与他失业时期的科学努力分不开的,失业并没有阻挡科学家前进的动力,他与搭档Hess一起自筹经费,在家中的起居室里架起了显微镜。除了他们自强不息并有科学创意,“贵人相助”也有助于他们开展研究。贵人是女性…

本届诺奖化学奖得主Betzig的成果论文,发表于2006年8月10日,论文作者除Betzig本人外,还有两个名字特别值得一提,Betzig的同事、搭档Hess,以及在美国国立卫生研究院儿童健康和发育研究所(NationalInstitute of Child Health and Human Development)工作的Jennifer Lippincott-Schwartz。

这三个人的合作背后有一段有趣的故事,演绎了一段锲而不舍的科学传奇。

Betzig与他的搭档 Hess,都是物理学家,两人曾在举世闻名的贝尔实验室工作。早在1993年,Betzig就在《科学》上发表了第一篇文章,开始在单分子显微镜研究上,初露锋芒。1994年,Betzig 与Hess一起,再次在《科学》上发表文章,这两篇文章,奠定了单分子显微镜的基本思路和理论基础。

然而,因为作为企业的贝尔实验室改变以往大量雇用和支持基础研究人员(包括与通讯无关的研究人员)之传统,大量裁减研究人员...两位颇有前途的科学家,居然在20世纪最初几年,双双从贝尔实验室失业。当时,二人的影响世界的科学壮举,正进行到半途。失业并没有阻挡科学家前进的动力,他们深知,他们的想法有着相当光明前景,然而,失业了,有该如何实现这个想法呢?

于是,二人决定自筹经费,继续他们未完成的研发工作。失业后,Betzig和Hess各自拿出了2万5千美元,在Hess家的起居室里,搭建起了单分子荧光显微镜的雏形,继续他们的研究。

要证明单分子显微术的可行性,其技术关键是可以快速被激活并淬灭的荧光分子。用这种分子标记细胞,并对同一区域多次成像,每次只让少数分子发出荧光。通过对这些图像进行叠加,便可得到具有单分子分辨率的图像。

然而难题是,去哪里找这样一个可以被快速打开和关闭的分子,来证实他们的理论呢?

就在研究陷入困境的时候,2005年4月,Betzig在一个会上,偶然听说美国国立卫生研究院儿童健康和发育研究所工作的Jennifer Lippincott-Schwartz,刚刚研发出一种突变型的绿色荧光蛋白(GFP),在正常情况下不发光,但可以被紫外线激活发光,并很快淬灭。于是,他们俩满怀希望地联系了Jennifer,寻求合作。

现任清华大学医学院常务副院长的鲁白教授,当时也正在儿童健康和发育研究所工作,与Jennifer是同事,对这段故事鲁白颇为熟悉,他说:“Jennifer是一个很敏锐的科学家,她一听说两位正在研发单分子显微镜的物理学家找她谈诱发荧光蛋白,立即判断,这很可能将是一场对科学影响深远的谈话。”

于是,Jennifer很快两位失业科学家共进午餐。饭桌上,Betzig与Hess对Jennifer说:“我们有单分子显微术,你们有可诱发荧光蛋白,让我们一起合作吧。我们已经搭建了单分子显微镜的雏形。”三人一拍即合。但Betzig与Hess当时还失业着。鲁白回忆说,当时Jennifer立即就合作的想法,与儿童研究所所长进行了一次谈话,并决定雇用两位失业的科学家,到研究所做临时研究员。经费问题怎么办?那时刚好是9月,美国国立机构一个财政年快结束的时候。所长那里正好有一笔剩余经费,便在Jennifer的要求下,同意给Betzig与Hess做研究经费。

临时身份有了,研究经费也有了, Betzig和Hess结束了在家中起居室工作的窘迫局面。他们将自己搭建的显微镜雏形搬到了儿童研究所Jennifer实验室,在一个狭小简陋的空间,开始了证明单分子荧光显像这一突破光学显微极限的工作。很快,Betzig与Hess一起,以临时研究员的身份,基本完成了今天获得诺贝尔化学奖的主要工作。

在他们获奖论文发表前不久,Betzig加盟休斯研究所。随后不久Hess也被休斯研究所聘用为实验仪器与装备部门的主任,从此二人走出了事业的低谷,正式结束了失业的生涯,并发表了影响世界的论文,首次将单分子荧光显微术投入实用,最终Betzig荣获诺贝尔奖。

为什么Hess没一同获奖?有些人认为可能是因为两人在研发工作中的角色不同,基本概念和理论是Betzig独立提出的,Hess在研发中更像个工程师,负责按照Betzig的理念进行技术上的设计,因此,没能与他的搭档一起分享这份荣誉。

2014年化学奖如果把单分子成像与超分辨成像分开,也是一种选择。那么就可以把单分子给Moerner、谢晓亮和另外一位科学家,而把超分辨给Hell、Betzig和庄小威。如果这样,两位在哈佛化学系任教授的华人科学家就都得奖,谢晓亮主持、庄小威兼职北大生物动态成像中心。

还有一位幕后女贵人:吉娜是中国科技大学的学生,她不仅与庄小威同出于科大,而且她们前后都在伯克利加州大学沈元壤实验室做研究生。吉娜不仅是庄小威的学妹,而且成为了Betzig的妻子。有时,天下很小。



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