29歲成為北京大學(xué)的博士生導(dǎo)師,,2014年入選國家“青年千人計(jì)劃”,2017年入選美國霍華德·休斯研究所國際研究學(xué)者,;她和研究團(tuán)隊(duì)首次證明了神經(jīng)肽介導(dǎo)了神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)線粒體抑制激活其他組織的細(xì)胞非自主性應(yīng)激反應(yīng),,發(fā)現(xiàn)了線粒體損傷的隔代遺傳現(xiàn)象,,揭示了細(xì)胞非自主性的線粒體UPR新機(jī)制……迄今已在Science,,Nature,Molecular Cell和Cell Research等權(quán)威雜志發(fā)表第一和通訊作者論文,??蒲芯拖袼裏釔鄣鸟R拉松,讓她的性子被打磨得越發(fā)堅(jiān)韌和沉穩(wěn),。對生命的好奇,、熱情和敬畏,將繼續(xù)伴隨她度過這漫長而快樂的旅程,。
一
細(xì)觀生命結(jié)構(gòu)之精妙而受到的震撼,,是許多生命科學(xué)研究者共同的感觸?;貞浧鸬谝淮谓佑|DNA雙螺旋結(jié)構(gòu),劉穎語氣有些遲疑,,驚奇中含著輕微顫栗,。
“這是怎么……我是說,,自然演化怎么能呈現(xiàn)這樣精妙的結(jié)構(gòu)呢?”2001年,,還在讀高二的劉穎在一次生物實(shí)驗(yàn)里從香蕉中提取出了DNA,,這點(diǎn)燃了她對微觀生物的好奇,“雙螺旋的雙鏈?zhǔn)窃趺唇庑?、轉(zhuǎn)錄,,再翻譯成蛋白,這三步過程是我們生命里最核心的中心法則,。我覺得竟然這樣精妙,,特別想要去進(jìn)行一些深入的研究?!?/p>
17年后,,在北京大學(xué)分子醫(yī)學(xué)研究所辦公室里,劉穎重新表達(dá)了這份沖擊感,。最初好奇的那些問題,,不少她已經(jīng)獲得了答案。此時(shí),,33歲的劉穎是國內(nèi)備受矚目的生物學(xué)家,,主要研究方向是線粒體質(zhì)量控制和營養(yǎng)感知機(jī)制。29歲時(shí),,她已成為北京大學(xué)的博士生導(dǎo)師,,2017年入選美國霍華德·休斯研究所國際研究學(xué)者。
宇宙,、時(shí)間,,人們往往驚嘆于物理科學(xué)視角中世界的廣闊無垠,而在劉穎看來,,微觀生物視角中的人體已經(jīng)足夠浩瀚,,生物的浪漫在細(xì)微無人意識之處。
數(shù)十億萬個(gè)細(xì)胞戮力同心,,創(chuàng)建了統(tǒng)一,、協(xié)調(diào)的人體。在我們體內(nèi),,數(shù)以兆計(jì)的細(xì)胞完全自治,。通常情況下,細(xì)胞們行為規(guī)范,,人體秩序井然,,支撐著我們的每日行動。哪怕你只是打一個(gè)哈欠,體內(nèi)都有上億個(gè)細(xì)胞在參與活動,。
“細(xì)胞和人體絕大多數(shù)能量都是從線粒體來,,線粒體調(diào)控著細(xì)胞的生與死。比如我們的大腦,、心臟心肌,、肌肉這些組織對線粒體需求最大,線粒體一旦損傷,,最先反應(yīng)的就是神經(jīng)性疾病,、心血管疾病?!本€粒體如此重要,,而對于線粒體受損后的研究卻很缺乏。從哈佛醫(yī)學(xué)院博士后階段開始,,劉穎就將線粒體作為以后的主要研究方向,。
劉穎和她的研究團(tuán)隊(duì)首次證明了,神經(jīng)肽介導(dǎo)了神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)線粒體抑制激活其他組織的細(xì)胞非自主性應(yīng)激反應(yīng),,還發(fā)現(xiàn)了線粒體損傷的隔代遺傳現(xiàn)象,。2016年10月21日,研究組在Cell Research雜志上揭示細(xì)胞非自主性的線粒體UPR新機(jī)制,,該文被選為了雜志封面文章,。
這個(gè)月的月初,劉穎去兒童醫(yī)院談?wù)n題合作,。醫(yī)院大廳里人擁堵著,,家長抱著孩子掛號或等候,一問醫(yī)生,,不少都是外地家長帶孩子來看病,,她覺得揪心,“我覺得我要是做醫(yī)生,,每天得哭好幾回,。”這也堅(jiān)定了劉穎做轉(zhuǎn)化的決心:“線粒體疾病很多都反映在神經(jīng)系統(tǒng),,孩子會出現(xiàn)癡呆或智力衰退,,你能真真切切地看到,孩子用藥幾年之后的反應(yīng)會很好,?!?/p>
然而,從基礎(chǔ)研究到臨床應(yīng)用的轉(zhuǎn)化之路漫長,?!吧鐣浅O胱屛覀冓s快有臨床應(yīng)用出來,,但真正做出來一個(gè)藥就得十幾年的時(shí)間,新藥開發(fā)的時(shí)間,、金錢投入巨大,,成功率非常低,?!眲⒎f解釋道,基礎(chǔ)研究沒到達(dá)一定地步,,臨床上的突破會很難,。
生命太過復(fù)雜了。在劉穎看來,,哪怕是人們最習(xí)以為常的生命表象,,都包含著許多生命科學(xué)問題,日常的科學(xué)概念也錯(cuò)綜復(fù)雜,?!氨热缢ダ希褪且粋€(gè)大餅,。我們只能先從邊邊角角開始一小口一小口咬,。線粒體也好,端粒也好,,大家都是從各個(gè)方向往中心問題一小步一小步靠近,。”
“并不是說我想研究什么生命現(xiàn)象,,就一下子能把這個(gè)東西研究透徹?,F(xiàn)在生命科學(xué)研究仍處于比較基礎(chǔ)的階段,其實(shí)絕大多數(shù)生命現(xiàn)象我們都還沒研究清楚,?!痹趧⒎f看來,整個(gè)生命科學(xué)研究進(jìn)程需要靠基礎(chǔ)研究來穩(wěn)步推進(jìn),,而鮮有物理界那種震撼性突破性的結(jié)論,。
二
實(shí)驗(yàn)室有一股氣味,微酸,、刺鼻,,這是對新訪客的問候,在實(shí)驗(yàn)室里待久了,,在劉穎分不太出來,。在北大綜合科研樓這間“線粒體與衰老”實(shí)驗(yàn)室中,雙面置物架平分著空間,。桌子和置物架上放著PCR儀,、顯微鏡,還有裝著各種液體的玻璃瓶。
“別緊張,,這是營養(yǎng)液的氣味,,無毒的?!眲⒎f拿起一個(gè)培養(yǎng)皿,。肉眼貼近了看,淺黃底上能發(fā)現(xiàn)幾個(gè)米色小點(diǎn),。顯微鏡下則呈現(xiàn)另一個(gè)世界,,掌心大小的皿上,還有上百只纖長,、半透明的秀麗線蟲正在蠕動著,,蟲身的兩端圓潤,像劈成兩半的珠子,。
秀麗線蟲是劉穎的老朋友了,。自將線粒體作為主要研究方向以來,劉穎的生命科學(xué)研究中,,線蟲作為模式生物相伴而行,。通過設(shè)置熒光實(shí)驗(yàn),用產(chǎn)生熒光的蛋白來反映線蟲機(jī)體對線粒體損傷的感知過程,。據(jù)統(tǒng)計(jì),,刊登在Nature、Science和Cell等重要雜志的論文中,,80%以上有關(guān)生命過程和機(jī)理的研究都是通過模式生物進(jìn)行,。
“大自然中的很多微生物和病毒產(chǎn)生的東西都能夠抑制線粒體的功能,如果從化學(xué)結(jié)構(gòu)去識別每一種小分子,,成百上千種,,你怎么識別得出來呢?”劉穎解釋道,,“但監(jiān)控自己的線粒體功能,,相應(yīng)地激活免疫系統(tǒng)從而抵御和反饋,對整個(gè)機(jī)體來說是節(jié)約物質(zhì)和能量的,。從這種進(jìn)化角度,,把線粒體的損傷、修復(fù),,以及免疫系統(tǒng)的激活聯(lián)系起來,,我覺得是我們當(dāng)時(shí)論文的主要亮點(diǎn)?!?/p>
通常,,科研領(lǐng)域中創(chuàng)新性想法似乎被認(rèn)為是最重要的,。“其實(shí)在生物圈,,大家經(jīng)常說一句話,,想法是很廉價(jià)的。因?yàn)樵谥匾獑栴}上,,想法大家可能都能想出來,,或者每天跳出很多假設(shè)?!眲⒎f表示,,現(xiàn)階段的生命科學(xué)研究中,最重要的是如何基于這個(gè)假想,,設(shè)計(jì)精妙的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證,若假想成立,,下一步再用更多實(shí)驗(yàn)來探究更細(xì)微的機(jī)制,。
如何針對科研問題,設(shè)計(jì)最優(yōu)實(shí)驗(yàn)體系和實(shí)驗(yàn)方法,,劉穎認(rèn)為這也是目前生物研究中最困難的部分,。“可能設(shè)計(jì)上稍微做一點(diǎn)改動,,就是一種突破,,讓你的整個(gè)研究領(lǐng)域變得開闊?!眲⒎f介紹,,不同的研究課題方向,實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)也不一樣,?!皩?shí)驗(yàn)技術(shù)非常重要,有一些人專門做技術(shù),,一旦技術(shù)上有了革命性的更新,,對我們其他做研究的都會有很大幫助?!?/p>
實(shí)驗(yàn)體系成型后,,就是漫長的試錯(cuò)?!翱蒲械穆吠﹄y走的,,其實(shí)我一直覺得這和我跑馬拉松挺像?!眲⒎f表示,,一開場的興奮之后,,跑步會進(jìn)入漫長的消耗、怠倦期,,“科研過程中會遇到很多不順,,因?yàn)槲覀?0%以上的實(shí)驗(yàn)都是失敗的?!弊x博前兩年,,劉穎一連做了五個(gè)課題都不順,心里再動搖,,也一咬牙堅(jiān)持了下來,。接下來科研中的無數(shù)次試錯(cuò),讓她的性子被打磨得越發(fā)的韌,、穩(wěn)。
從博士階段算起,,劉穎至今已從事了11年的生物研究,。最初好奇的那些問題,不少她已經(jīng)獲得答案,?!耙婚_始做科研,你可能覺得自己知道得越來越多了,,但隨著你繼續(xù)深入,,會涌出很多新發(fā)現(xiàn)的領(lǐng)域,而你一無所知,。在生命這個(gè)很深很深的領(lǐng)域中,,你觸及的只是它很小的一點(diǎn),但是這一點(diǎn),,我們都還沒有研究清楚,。”
“對生命現(xiàn)象了解越多,,真的越來越覺得生命進(jìn)化出來很神奇,。”劉穎說,,“我以前聽別人說過,,有的生命科學(xué)家做到最后就開始信上帝。他會覺得,,這么復(fù)雜這么神奇像已經(jīng)完全設(shè)計(jì)好的生命體,,就很難通過進(jìn)化而來,就像是上帝設(shè)計(jì)好的,?!?/p>
北大生物學(xué)家劉穎(梁辰)
三
劉穎見證過最奇妙的事就是女兒的降生,。B超下,首先是一團(tuán)小細(xì)胞,。再過一陣子,,心臟的雛形——原心脈管就開始撲通撲通跳動了。慢慢地,,胎兒身體開始成形,,最后降生。現(xiàn)在女兒一歲多,,圓溜溜的大眼睛很像劉穎,。
“一個(gè)精子,一個(gè)卵細(xì)胞,,兩個(gè)細(xì)胞結(jié)合,,最后就變成了我們家孩子現(xiàn)在這個(gè)樣子?!眲⒎f仍覺得不可思議,,“比如受精卵的發(fā)育過程,在什么時(shí)間段啟動哪一部分基因表達(dá),,再抑制另一些基因表達(dá),就好像編程一樣規(guī)定好的,。其中哪一步出了問題,,整個(gè)發(fā)育就出了問題?!?/p>
孩子出生之后,,劉穎的時(shí)間安排也有了些調(diào)整。剛回國時(shí),,劉穎經(jīng)常晚上在辦公室工作到10點(diǎn),、11點(diǎn)。她特意在辦公室配了把小沙發(fā)椅,,拉開就是一張床,,有時(shí)工作太晚,就直接睡在辦公室了,??蒲泻蜕畹臅r(shí)間博弈中,私生活曾經(jīng)被壓榨,?!艾F(xiàn)在孩子太小,她很需要我,?!爆F(xiàn)在晚上7點(diǎn)下班回家,,一度讓劉穎心懷罪惡感。
“有一種要考試了,,別人都在復(fù)習(xí)我在玩的感覺,。確實(shí)也是心里愧疚,最開始那種罪惡感比較大,。周圍男老師會待到很晚,,到晚上10點(diǎn)11點(diǎn)以后才回家?!眲⒎f覺得,,只要是全心投入有挑戰(zhàn)的事,焦慮在所難免,。微信群里經(jīng)常彈出同行發(fā)表論文的新信息,,現(xiàn)在她盡量調(diào)整心態(tài),不去看那些信息,,避免過度焦慮,。
時(shí)間是永遠(yuǎn)不夠用的,這是劉穎十多年來的經(jīng)驗(yàn)之談,,因?yàn)樘辔墨I(xiàn)可以讀,。 “每讀完一篇都會有新的靈感,要是給我時(shí)間,,我可以一直讀下去,。科研是永遠(yuǎn)沒有盡頭的,,但是人一天也就24小時(shí),,只能合理規(guī)劃?!彪S著工作時(shí)間的調(diào)整,,劉穎效率也提高了一些,“以前有時(shí)候可能看文章看累了,,會上上網(wǎng)看看帖什么的,,現(xiàn)在很少這樣子了,爭分奪秒,?!?/p>
無論是家庭、教學(xué),、個(gè)人生活,,哪一項(xiàng)劉穎都不愿意讓其成為科研的犧牲品。每到周五晚上,,她就開始規(guī)劃周末的家庭集體出游,,有時(shí)是動物園,,有時(shí)一家人去新開的餐廳。劉穎發(fā)的朋友圈里,,不少是她研制美食的進(jìn)展,。劉穎喜歡做蛋糕裱花,還專門上過幾期裱花培訓(xùn)課,。朋友總打趣她“不務(wù)正業(yè)”,,說她是“被科研耽誤了的星級大廚”。?
“朋友和我講過,,可能社會上對生命科學(xué)家的普遍感覺還是戴厚眼鏡,、穿白大褂、頭發(fā)花白,、一天到晚埋頭在實(shí)驗(yàn)室的學(xué)者,,實(shí)際情況和這種普遍認(rèn)知還是不太一樣。我沒覺得做科研有多苦,,那是我真正好奇的,,其實(shí)很快樂?!眲⒎f說,。2015年,身著白裙的劉穎出現(xiàn)在《一站到底》舞臺上時(shí),,公眾對這位相貌清麗的青年科學(xué)家充滿了驚奇,。
在哈佛醫(yī)學(xué)院的博士后階段,劉穎愛上了馬拉松,。回國后,,夫妻倆一起去過不少其他城市參加馬拉松比賽,。前陣子,劉穎還去丈夫單位“蹭跑”了長跑比賽,,拿了第三名,。她喜歡“泡健身房”,除了有氧運(yùn)動,,還有針對胸,、肩等肌肉群的局部力量訓(xùn)練。不只是放松,,整個(gè)身體機(jī)能都要保持健康高效,,才能為思考提供能量。
如果科研是一場賽跑,,劉穎已將時(shí)間線拉長到了接下來的二三十年,。如此一來,,她也不再為眼前得失太過焦慮?!捌鋵?shí)現(xiàn)階段我自己的研究中,,還沒有哪個(gè)發(fā)現(xiàn)是讓我覺得結(jié)果是超出預(yù)期、太神奇而不可思議的?,F(xiàn)在很多研究都是在別人發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上的深入,。還是希望今后自己能開拓一個(gè)領(lǐng)域或者做出一些新東西??蒲幸膊皇强炊唐?,接下來二三十年里,只要能做出一些獨(dú)創(chuàng)的東西就可以了,?!?
四
作為科學(xué)研究者,劉穎似乎躲不開社會的主流“女性”觀念,,這讓她有時(shí)覺得困擾,。
“明顯不一樣的是,幾乎媒體每次采訪我,,都會問你怎么平衡工作和家庭,,但我沒有覺得采訪哪個(gè)男老師會問到這樣子的問題?!眲⒎f有些哭笑不得,,“那是不是說明在整個(gè)主流認(rèn)知中,社會所期待的男性的家庭生活責(zé)任比重要低很多呢,?”
工作中,,劉穎有時(shí)也感受到來自性別偏見的壓力?!昂孟裾麄€(gè)社會主流認(rèn)知中,,女性首先得顧家,不然就是失職,,男性要是沒有那么顧家的話,,大家會覺得你在拼事業(yè)?!眲⒎f表示,,“但另一方面,男女在科研和工作上明明是一樣的標(biāo)準(zhǔn),。這導(dǎo)致社會對女性的要求很高,,因?yàn)橄喈?dāng)于你兩邊都得做好才行。”
面試學(xué)生時(shí),,不少女生都會問她,,老師您怎么來平衡家庭和工作,但從沒有男生問這種問題,?!皩W(xué)生在選擇時(shí)也會面臨這種壓力?!睆膭⒎f的個(gè)人經(jīng)歷來看,,生物領(lǐng)域的本科生及博士生中,女性比例比男性要高不少,。但到了博士后階段,、尤其到了有教職的階段,性別比例出現(xiàn)了很大反差,。
“其實(shí)到了做博后的年齡,,剛好很多人可能面臨著成家。女生一方面可能因?yàn)榧彝ヘ?zé)任感,,另外一方面可能也是精力分散,,研究也沒有辦法做到這么好了,我覺得這是一個(gè)很重要的原因,?!?/p>
對自己目前的學(xué)術(shù)研究,劉穎覺得沒達(dá)到她的理想狀態(tài),。2017年是她回國入職北大的第四年,,前三年的狀態(tài)有些急躁。囿于職稱考評的壓力,,選研究課題時(shí)她不太敢選極費(fèi)工夫的,。這幾個(gè)月,她心態(tài)有了個(gè)轉(zhuǎn)變:“我覺得可以放慢下來,,真真正正去想一想未來能夠在哪個(gè)領(lǐng)域可以有突破,,然后去試一些以前不太敢試的東西?!?/p>
前段時(shí)間,“知識分子”微信公號主編饒毅邀請劉穎擔(dān)任小學(xué)生科學(xué)課的主講人,。劉穎教孩子們做了當(dāng)年那個(gè)從香蕉中提煉DNA的實(shí)驗(yàn),。在宏觀物理中,人類震撼于宇宙無垠,,感嘆自身之渺小,。而那些被忽視的微觀生物,則讓人驚嘆生命的神奇和偉大。
“生命本身的存在就足以令人敬畏,?!眲⒎f說。隨著現(xiàn)代生物研究的不斷深入,,很多新發(fā)現(xiàn)在不斷推翻以前的認(rèn)知,。在劉穎看來,這警醒著我們要保持敬畏,,不要為眼前成就而沾沾自喜并對科研乃至生命掉以輕心,。