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雷鸣:最好的设备得自己做

2012-10-11 |

雷鸣回国,为了圆梦:中国的相关科研要走到世界最前沿,先要建成国际一流水平的科研基础设施

  婉谢导师和同行的挽留,雷鸣从美国归来,参加中科院上海生命科学研究院承担的国家重大科技基础设施项目——蛋白质科学研究(上海)设施的建设,同时负责筹建国家蛋白质科学中心(上海)。

  这是他的梦想:建成国际一流水平的蛋白质科研基础设施,把生命科学家从“几年解析一个蛋白质结构”的繁琐劳作中解放出来,让他们把精力用在思考更多的生命本质问题上。

他相信,不少科学家和国家蛋白质科学中心(上海)将因此能走到生命科学研究的世界最前沿。

时代决定科学的前沿

  雷鸣的经历有些特别:在清华大学念本科、在加拿大麦吉尔大学念硕士期间,他的专业都是物理学;但1996年攻读博士学位时,他选择来个大转弯,去哈佛大学念生物学,从此开始研究生命科学。

  这个关乎人生走向的转变,起因是《科学美国人》上的一篇科普综述文章打动了他。雷鸣自幼喜欢数学、物理,一直认为这是世界上最了不起的两门学科。在加拿大读书,闲暇时他经常读《科学美国人》,这本科普杂志经常介绍世界最新科研动态,颇有深度。1995年,杂志刊登了一篇展望新世纪最重大的10个科学问题的文章,雷鸣惊奇地发现:这10个问题没有一个是纯数学和纯物理的,他一向不太垂青的生物却占了四五个。

  惊讶之余,他顿悟:科学的前沿是由时代决定的,而不是个人兴趣。在21世纪,生命科学注定将成为“显学”,如果投身其中,将能参与更多激动人心的科学发现。相对于看得见的未来,他更喜欢未知。

  于是,他决定放弃理论物理、改变学术道路。将物理与生物结合,他选择了结构生物学领域,“虽然这个领域迄今最伟大的一项工作已经被完成了,”他说,那就是DNA双螺旋结构的发现。

在生命的微观世界中,形形色色的蛋白质如同细胞世界里的机器人,它们各有职守,会因某项任务而被装配产生,又会及时被拆解,而“零件”还可能被重复利用……雷鸣说,蛋白质实在太精彩,但现在我们对它的了解还很少,“同样的氨基酸分子,依据不同的排列和折叠方式,会产生功能不同的蛋白质。”这就像给你一堆螺丝、木棒,看看能搭出多少种不同的、有用的东西来。他研究的正是蛋白质结构。

“欲善其事,先利其器”

  剥开鸡蛋,你就见到了蛋白质。然而,要看清一个蛋白质分子的结构,弄明白它能干什么、怎么干,相当不容易。

  同步辐射光——一种电子在转弯时发出的电磁波,可以帮科学家更清楚地“看”到蛋白质结构。在浦东张江,2009年竣工的第三代同步辐射装置“上海光源”里,建设中的国家蛋白质科学研究(上海)设施正从光源引出5条光束线,将主要用于观察蛋白质结构。

  在相隔不远的海科路上,国家蛋白质科学中心(上海)的实验楼即将竣工。“在将蛋白质送进光源线站解析结构前,要先经过DNA克隆、蛋白表达、提纯、结晶等步骤。”雷鸣告诉记者,这是一个繁琐的过程。“整个博士阶段,我花了4年多时间来解析一个蛋白质分子的结构。”尽管现在的解析效率比当时有所提高,但解析一个复杂的蛋白质结构仍需要相当长的时间。

  辅修过计算机还学过自动化的雷鸣敏锐地发现,这个“相当长时间”的解析过程中的不少活儿,其实是可以由一系列机器代劳的,尽管这样的机器世界上还极少,甚至还没有问世。他非常渴望设计制造出这样的机器,“现在解析蛋白质就如同作坊里的手工操作,若能用机器替代,效率将飞速提高。”雷鸣认为,“欲善其事,先利其器”这句古话太有道理了,“如果没有二代基因测序工具的诞生,科学家对基因的研究根本不可能深入到现在的水平。蛋白质研究眼下面对着缺少工具的瓶颈。”

  建设国家蛋白质科学研究(上海)设施,雷鸣和同事一起设计着新一代的蛋白质实验设备。他设想,这套设备可以用来高通量地处理DNA克隆和蛋白表达、提纯与结晶。“我相信,再过几年,生命科学家们就不必把精力花费在解析蛋白质结构上,可以有更多时间思考更重要的科学问题。”

接受记者采访的那个上午,雷鸣办公室里的电话响了好几次,几乎都与这套设备的研制有关。“我们会引进一些研究员,他们除了了解蛋白质科学问题,对仪器设备也特别有研究。”他说,蛋白质科学中心今后不仅要产出重要的科学论文,还应该产出最先进最好的科研仪器设备——想走在科研前沿,设备就应该走在前沿。

营造真诚与坦率的氛围

  参与设计蛋白质科学中心的实验楼,雷鸣颇花了一番心思。除了满足洁净度、温度调控等实验要求,他最希望大楼的造型体现开放、交融的理念。

  雷鸣更看重科研机构的文化氛围,对此他总结了4个字:真诚、坦率。

  国家给的科研经费很宝贵,每一分钱都得精打细算,而自己设计、装配仪器很难、很有风险。雷鸣带着团队谈下了一个又一个看似不可能谈成的项目,就靠真诚。“让我们一起来抓住这个机会,做中国乃至世界上最好的仪器!”他真诚地把自己的心愿告诉合作者、设备生产商,很多人被他打动。“其实大家心中都有纯洁、美好的理想,尤其是做高科技产业的人。”他说,他和团队更会尽心竭力地与合作者一起探讨方案、分析风险,“我们是一起做事业,而不是做生意,比如忽悠别人压低价格。这样合作,效率很高。”

雷鸣希望,蛋白质科学研究(上海)设施建成、国家蛋白质科学中心(上海)正式成立后,真诚与坦率的氛围能一直保持,因为这最有利于科学家们的相互交融和相互激发。为了找到合适的科学家,不管他们在世界何地,雷鸣都会飞过去当面谈,“很多科学家都是十分真诚的,他们喜欢在真诚的环境中工作。”他认为,这样的氛围也最有利于科研队伍的稳定。

(许琦敏)

转自《文汇报》2012109

雷鸣简历:

1989-1994年,清华大学现代应用物理系,获物理学与计算机科学双学士学位。

1994-1996年,加拿大麦吉尔大学物理系,获物理学硕士学位。

1996-2001年,美国哈佛大学,获生物物理学博士学位。

2001-2004年,美国科罗拉多大学波尔德分校化学与生物化学系,从事博士后研究。2004-2011年,美国密歇根大学医学院生物化学系,历任助理教授、副教授(with tenure)。2009年被美国霍华德休斯医学研究院(HHMI)聘为青年研究员。

20116月回国工作,现任国家蛋白质科学中心(上海)(筹)主任,中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所副所长,研究员,博士生导师,中组部“千人计划”特聘专家。

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