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20歲人生起飛,普通女孩成為大科學家

2024-06-26科學

萬蕊雪出生在河南鄭州一個雙職工家庭,沿著普通人的成長路徑,她讀書、升學,在國內完成了所有學歷教育。

小時候,萬蕊雪看起來與其他平凡女孩沒有差別,簡單、內向、迷茫,但走進20歲,萬蕊雪的人生劇本開始「起飛」。

從中山大學本科畢業後,她直博進入清華大學醫學院,拜在施一公門下。讀博第三年,萬蕊雪以「共同第一作者」的身份在【科學】雜誌上發表了兩篇論文,首次揭開了剪接體的三維結構與RNA剪接過程的分子機理。

2018年,她被【科學】雜誌和SciLifeLab等機構授予「年度青年科學家」獎項,當年她不到28歲。

命運如何扇動翅膀,使一個普通女孩成為一名出色的科學家?如果這背後藏著一個有跡可循的故事,就能為未來千萬有科研誌向的女孩們提供一個範本。

內向但勇敢

敲開萬蕊雪辦公室的門,比約定時間提前了20分鐘,當時她正在解決午飯,一盒自熱速食米飯。

為了采訪,平常習慣穿T恤的萬蕊雪特意換了一件西裝外套,但她天生一張圓臉、一雙大眼,令她看起來格外年輕與親切。

「需要拍照嗎?」她問。

聽聞不用,萬蕊雪松了口氣,直言,太好了。

萬蕊雪

這是一位內斂的青年學者,但絕無人敢小瞧她。面對工作,萬蕊雪沒有那種在鏡頭面前的害羞、恐不能勝任的膽怯。

兩年前,萬蕊雪在西湖大學有了自己的實驗室,帶領博士生開展科研工作,同時開始給本科生上課。全新的任務劈裏啪啦砸在她頭上時,她想,自己以前帶過學弟學妹,生物學知識也很熟悉,應該都沒問題。

做了再說,是萬蕊雪一貫的行事風格。她身上勇敢的特質,體現為生出一顆「想要」的心後,主動一試的行動。

萬蕊雪從小喜歡生物,2009年考入中山大學海洋生物資源與環境專業。微生物課上,她發現老師「懂得好多」,就跑去問能不能去她的實驗室看看。

萬蕊雪在中山大學海洋科學學院院樓拍照留念 / 圖源:中山大學海洋科學學院

後來,萬蕊雪有了保研機會,她知道施一公是世界級的結構生物學家,就想去他的實驗室,躊躇許久,她動手給施一公寫信件。然而一段時間過去,沒有回應,她就又寫了第二封。

即便在科學的世界裏,主動也可能成為那個突破的關鍵,堅持「主動」的結果是,2013年,她順利加入了施一公實驗室。

在清華,萬蕊雪跟隨團隊進行對剪接體的研究。剪接體是一種蛋白核酸復合體,主要功能是對前體信使核糖核酸(pre-mRNA)進行加工。如果剪接發生異常,就會導致脊髓性肌肉萎縮癥、慢性淋巴細胞性白血病等疾病。有研究發現,人類的遺傳疾病中約有35%是由剪接異常或剪接體突變造成的。

剪接體對人體至關重要,但由於其結構復雜、高度動態,過去在結構生物學領域是公認的世界難題。自2008年施一公在清華大學引入冷凍電鏡、又在2014年將冷凍電鏡裝配到世界頂級水平之後,解析剪接體結構的難題,變成了如何提取高品質的酵母剪接體樣本。

萬蕊雪決定嘗試一種新方法——內源純化,在這個過程中,要輔以對酵母細胞的基因組進行基因編輯。這與她之前所做的實驗非常不同。

萬蕊雪在使用電鏡進行觀察 / 圖源:清華大學官網

「我一開始覺得,這怎麽可能呢?」不過,萬蕊雪很快意識到,在經常用酵母做實驗的實驗室裏,這可能是一個常見的事。她又向外探出一步,請教了原來的師兄,輾轉聯系到北京生命科學研究所的一個課題組,重新學習。「各種問,各種學」,一點一點,終於完成了準備工作。

後面的工作,就是萬蕊雪的老本行。在蛋白提純上,她根據對蛋白質性質的理解對實驗步驟進行了最佳化,比如一些步驟要低溫,一些要溫和,一些要手速快。所以只做了一次實驗,萬蕊雪就成功拿到酵母剪接體樣本,為接下來兩篇【科學】論文的研究成果奠定了基礎。

「爸爸媽媽都支持你」

施一公曾評價萬蕊雪:「你交給蕊雪辦的事情,她如果做不出來的話,我感覺其他人很可能也做不出來。」

這不是因為萬蕊雪是個天才。相反,從小學到中學,再到大學,萬蕊雪都發現,自己一開始總不能很好地適應新環境,直接表現就是「成績不太好」。

尤其進入大學後,氛圍相對寬松,人有了更多選擇,萬蕊雪卻感到四處碰壁:上課聽不懂,作業不會寫,班委評不上,去社團裏也不知道能做什麽。

許多時候,萬蕊雪深受打擊,但她總覺得,一切不會停在這裏,應該有辦法能把事情做好。與其說,這是一種愛與問題死磕的執拗精神,倒不如說,這是一份底氣。

這樣的個性,萬蕊雪認為與家庭教育分不開關系。

萬蕊雪在一個輕松、有愛的家庭中長大。她一路讀的都是好學校,因此常聽同學提起,上學時如果沒有考到100分就會被家長批評,萬蕊雪恍然發現,自己好像從來沒有感受過類似的壓力。

在萬蕊雪小時候,身為中學物理老師的爸爸,從不要求她考試要考多少分,但每次考試後,兩人都會一起對著試卷分析錯題。除此之外,爸爸還有另一個要求:必須先寫完作業再出去玩。

久而久之,萬蕊雪身上有了兩個變化,一是樹立起原則意識,知道「有一些事情是一定要做的」;二是變得更加細心,能做對的題目盡量都做對。

萬蕊雪在實驗室做實驗 / 圖源:中國青年報

萬蕊雪的媽媽喜歡藝術,平日愛唱歌跳舞,因此鼓勵她發展興趣愛好。從小到大,萬蕊雪沒怎麽上過補習班,但嘗試了不少興趣班。當時流行彈鋼琴、跳拉丁舞,媽媽拉著她一一嘗試,但萬蕊雪都不太喜歡,直到有一天她看見了長笛——小巧玲瓏,泛著金屬光輝,一下子便心生喜愛。

媽媽告訴她,一根長笛幾百塊,對工薪家庭來說並不便宜,如果決定要學,就不能放棄。

萬蕊雪家住在郊區,媽媽領她坐公交車,去市區找長笛老師。路途遙遠,萬蕊雪暈車暈得厲害。媽媽又問:你要學嗎?萬蕊雪說,學。

即便是學喜歡的東西,過程也並非全然快樂。和很多小孩一樣,萬蕊雪也有「不想學」的時候,媽媽就會搬出她之前說過的話,勸她不要半途而廢。學長笛的習慣,就這麽持續了六七年。

開始學長笛,就要學下去;遇到錯題,就找到原因把它改正,長大後在很多事情上,萬蕊雪都像小時候一樣。在大學裏,萬蕊雪發現自己並不擅長社團活動,就一心放在學業上,即便一開始功課有些難,她也想辦法學會,「我不可能讓自己交白卷」。

萬蕊雪參加學術會議

在萬蕊雪父母的設想中,沒有什麽是女孩兒不能做的。喜歡文藝的媽媽希望萬蕊雪學文科,但萬蕊雪更喜歡理科,她想過,以後要去軍醫大學,又能實作軍教夢,又能治病救人,多偉大;爸爸則覺得搞科技最酷,希望女兒未來能學航天、核物理,成為一名航天員,或者去放衛星。

在爸爸的支持下,萬蕊雪在高考誌願卡上填了航天航空專業。但交上去之後,她想來想去,覺得還是更喜歡生物,想學生物專業,於是把誌願卡又要回來,重新填了一次。

父母對此並無意見,只說,你喜歡就好,無論做什麽選擇,爸爸媽媽都支持你。

不做預設,沒有雜念

進入施一公實驗室,無疑是萬蕊雪人生的一個重要轉折點,但當時的她在短暫的興奮之後,很快發現自己懂得太少。

萬蕊雪的本科專業是海洋生物,學院裏的強項是研究水產、資源保護等,施一公實驗室做的卻是結構生物學領域最前沿的基礎研究。身邊的師兄師姐也是直博生,不比她年長幾歲,卻個個厲害。又一次,她沒跟上環境,成為了實驗室裏「成績不好」的那一個。

施一公和他的研究團隊在實驗室

這樣的經驗對萬蕊雪來說並不陌生,她很快奮起直追,先從模仿開始。起初,萬蕊雪實驗做得慢,師姐做得快,她就心裏設下目標,師姐幾點鐘做完實驗,她也要幾點鐘做完。慢慢地,萬蕊雪越來越得心應手,從不知道今天做的實驗屬於課題裏的哪個環節,到能夠對實驗設計提出自己的意見。

萬蕊雪想得很簡單,她要做的事,就是做好眼前的事。和小時候一樣,她的目的不是考100分或者90分,就算沒有達到也不會怎樣。但每次實驗失敗,她都會總結原因。

從著手剪接體結構的解析開始,萬蕊雪沒有懷疑過,一旦取得成果,那將是結構生物學領域的重要發現。

2015年,萬蕊雪為第一作者的【3.6埃的酵母剪接體結構】和【前體信使RNA剪接的結構基礎】兩篇論文在【科學】雜誌發表,清華大學為此舉辦的釋出會還是超出了萬蕊雪的意料。

萬蕊雪獲獎

萬蕊雪出名了,采訪紛至沓來。

她發現自己經常不知道應該怎麽回答采訪。有人問,為什麽短短一年就能發表兩篇【科學】論文,她很難說出個所以然來;有人問,在研究過程中遇到過什麽困難,她冥思苦想,勉強說出一兩個。還有一次,她被問到,讀博前兩年沒有發表過任何文章,你焦慮嗎?

「我應該要焦慮嗎?」萬蕊雪摸不著頭腦,在心裏反問。

好在,萬蕊雪沒有很多「胡思亂想」的時間,她迅速回到了實驗室。首次揭示剪接體的三維結構後,施一公團隊與德國馬普生物物理化學研究所、英國劍橋大學等知名高校的研究團隊開啟了一場關於剪接體的「科學競賽」。剪接體作為結構生物學中的一座豐碑,更多人想一探其真實面容。

做課題是團隊合作,萬蕊雪全身心投入,不想讓自己成為拖後腿的那一個。在這場競賽中,施一公團隊屢屢領先。

萬蕊雪在實驗室做實驗

到了博士生後期,萬蕊雪對科研有了更加開闊的理解,早一個月或晚一個月發表論文並不重要。在本質上,投身研究的人們有一個共同的目標:推動科學的發展。

結構生物學就像一座未知的迷宮,每次用火把照亮一個地方,又能發現前方還有更多的埋在黑暗裏的岔口。「一個事情快被我們解釋清楚的時候,就會越去想更深層的東西,也會看到更多問題。」幾年前,萬蕊雪與她的師妹、合作夥伴白蕊一起,將目光轉向次要剪接體。

次要剪接體是上世紀90年代被發現的一組非經典剪接序列,它的含量只有主要剪接體的百分之一,但它的異常也會導致單純性生長激素缺乏癥等多種疾病。

次要剪接體豐度極低,分離與提純的難度比主要剪接體更大。選擇研究次要剪接體,是因為它重要且未知,是施一公筆下「沒有任何成功把握但激動人心的研究方向」。這次萬蕊雪和從前一樣,沒想過能考多少分,也無法預期考試時間會持續多久,「一開始做的時候沒有想過能不能做出來」。

萬蕊雪專註地做研究

但僅一年後,她們對次要剪接體的研究就有了初步成果。2021年,其研究成果在【科學】雜誌發表,首次揭示了人源次要剪接體的高分辨率三維結構。

不僅如此,她們還最佳化了次要剪接體的研究體系,使得次要剪接體釋放的訊號更容易被探測。有了新的體系,更多人可以參與相關研究。在國際會議上,有前輩告訴她,十多年前他也研究過次要剪接體,但因為太難檢測而放棄,所以非常高興她們能做出如此漂亮的工作。

今年3月,萬蕊雪團隊再度在【科學】發表關於次要剪接體的論文【完全組裝的次要剪接體與U12型內含子結合的結構基礎】,將次要剪接體的結構與機理研究又向前推了一步。

「也沒有想象中那麽難,對不對?」萬蕊雪說。

三位前輩

在科研道路上,三位前輩對萬蕊雪產生了深刻影響,分別是施一公、周麗君與顏寧。

施一公不必多說,他是萬蕊雪的博士生導師,把她帶入結構生物學大門的引路人。萬蕊雪至今仍因為施一公老師的信任覺得幸運,讓她一位本科畢業不久的學生,也能在重要的課題中被委以重任。

近十年前,當萬蕊雪拿到第一個剪接體樣本時,她心裏覺得,(這個樣本)可能沒有那麽理想。是施一公鼓勵她,「去收數據,去試一試」 。結果,一蹴即成。

施一公與萬蕊雪 / 圖源:中山大學團委

如果說施一公是萬蕊雪尊重的師長,那麽師姐周麗君優秀、親切,是她身邊真正的榜樣。

萬蕊雪到清華大學的第一天,師姐就帶她去采買生活用品。周麗君不僅人好,學術水平也很出色,在實驗室裏,師姐一天的工作量能抵她兩天。初來乍到的萬蕊雪好奇:這個人是怎麽做到的?

在周麗君身上,萬蕊雪學到了許多科研經驗,包括施一公實驗室傳承下來註重實驗效率的思想。直到今天,萬蕊雪依舊保持著「快準狠」的實驗風格,盡量減少實驗過程中的等待步驟,把對樣品的損傷降到最低。如果一個實驗的時間是10小時,她會在清晨五六點鐘起床,用一天的時間做完實驗,而不是把它拆成兩天來做。

周麗君帶著萬蕊雪做了一年實驗,畢業出國前,她在【自然】雜誌上發表了一篇論文。師姐走後,萬蕊雪承接了她留下的課題,開始獨立實驗。在很長一段時間內,萬蕊雪處處以師姐為標桿,直到她自己也成為師姐,依舊會想起周麗君當初幫助她的模樣。

如今,學姐周麗君在美國一所大學擔任助理教授,仍然留在科學界。

萬蕊雪在實驗室 / 受訪者供圖

榜樣的力量是無窮的,當萬蕊雪踏上科研之路時,前方已經站著不少女性科學家,她們身體力行地鼓勵著萬蕊雪:未來也可以像她們一樣。

剛到清華時,萬蕊雪經常能在實驗室走廊上遠遠瞧見一個人,大家看到她,都去打招呼。一開始,萬蕊雪不知道那是誰,只覺得「看著像學生」,直到一次聽見別人喊「顏老師」,才知道是顏寧。當時的顏寧已經是清華大學的風雲人物,發表了數個關於人源葡萄糖轉運蛋白的重要研究成果——「也是開新聞釋出會的那種」。

顏寧看起來年輕、充滿活力,總是與學生走在一起。過去,萬蕊雪心中的科學家嚴肅、沈穩,看到顏寧後,她不由在心中慨嘆:原來科學家也能這樣。

同在結構生物領域做研究,萬蕊雪聽過顏寧作報告,也跑去詢問問題。她的師兄師姐,還曾被顏寧親內建著去日本收集數據,「特別令人羨慕」。那個時候,顏寧展現出的精神面貌,還有她背後那個更加廣闊的科研世界,都深深吸引著二十出頭的萬蕊雪。

萬蕊雪在實驗室

高興,是萬蕊雪采訪中經常提到的詞。走廊裏看到顏寧,她高興;接到施一公的邀請電話,她高興;本科時,在老師實驗室裏,她把培養皿滅得幹幹凈凈,槍頭插得又準又快,她高興;高中生物課上,老師講起細胞、基因,她覺得神奇,也高興。

在這些正面的心情中,萬蕊雪不斷確認著她對生物、對基礎研究的熱愛。無論什麽時候,萬蕊雪面前的天空中,總掛著一個閃閃發光、讓她感到高興的東西,吸引她走上前去。