周詩宇+李凌杉



2015年8月21日,《科學》雜志發表了清華大學施一公院士團隊的兩篇長文,作為共同一作(第一作者)的杭婧不禁流下了眼淚。論文發表前的一個多月,杭婧和組里的其他組員,與施一公老師一同,每天埋頭工作14~16小時,常常在實驗室熬夜至凌晨一兩點。杭婧的膝蓋不太好,不能長時間站立,只能在實驗的間隙抽空坐下來休息一下。
這兩篇文章題目分別為“3.6埃的酵母剪接體結構”和“前體信使RNA剪接的結構基礎”,都是有關生物領域的核心機制“中心法則”。中心法則是遺傳信息由DNA到蛋白質的過程,一般分為四步:復制、轉錄、剪接和翻譯。如果將生命體的基石——蛋白質的合成理解成建造一棟房子,得到設計藍圖的過程是復制和轉錄,建造的過程是翻譯,而將原材料一塊塊石頭切割成需要的形狀,可以理解成剪接的過程。沒有剪接這一步,石頭冗余的邊邊角角就無法拼接在一塊。杭婧的工作,是世界上第一次給實行剪接過程的剪接體復合物拍了一張高清大圖,這有助于之后追蹤剪接的過程。此前,關于中心法則其他機制的兩次結構解析都拿到了諾貝爾化學獎。
這一次,成果屬于年輕的清華博士團隊,三名學生是共同一作,施一公老師為通訊作者。
見到清華大學直博四年級生杭婧時,她剛從上海做實驗回京。每次與杭婧約采訪、拍攝時間,她都無法提前很久確定,只能依做實驗的日程表兩三天前通知。有時給她發一條詢問微信,近12個小時后才能收到回復,其間她一直都在實驗室里埋頭做實驗。
“花這么多的時間做實驗,勤奮是否是評價一名出色科學研究者的一條標準?”記者好奇地問。
“不是。做科學研究都需要花費大量的時間做實驗。”杭婧說。
大四前,杭婧幾乎未曾想過要做一名科學研究者。之前的大學生活,杭婧戲言都是在“吃喝玩樂”中度過,但其實她的成績很好。
“與70后80后的博士相比,感覺90后博士更活潑,是不是這樣?”記者再一次忍不住提問。
“沒有啊,我們一直都是這樣……”還沒等杭婧說完,坐在一旁的校園記者、清華博士一年級生周詩宇按捺不住了,他說:“這是在給博士貼‘標簽。我周圍的博士都‘活潑,我的博士生導師比我們還‘活潑呢。”
大四,杭婧思索著體驗一把科學研究者。由于大學成績優秀,2011年杭婧從武漢大學跨校保研清華大學施老師的團隊,顏寧老師成了她的博士生導師,開始了科學研究者的身份轉化。
施老師的標準:有野心、勤思考和不急躁
“為什么會被施老師選中?施老師招收學生時的標準是什么?”
面對記者的問題,杭婧思索了一會兒。雖然施老師從未向杭婧及其他同學們談論過自己選擇學生的標準,但是與施老師的交流次數多了,杭婧發現施老師首先看中“有野心”的學生,“他經常對我們說,要有遠大的抱負,自己想成為什么樣的人,就能夠成為什么樣的人。”對此杭婧的理解是,在科研上想要做出成果,不能混日子。
入施老師的團隊后,杭婧被分到了剪接體解析課題組,她隱隱有些擔心,“國內外有很多強有力的競爭對手,都在這一領域里探索了多年,我們進入的時間不長,沒有太多經驗,真的能夠做好這個課題嗎?”這是分子生物學領域最難的課題之一,競爭對手是劍橋大學、哈佛大學等老牌研究機構,而杭婧所在的課題組中只有即將博士畢業的周麗君和周雨霖。當時的杭婧只是模糊知道這是一個比較難的課題,對其難度并未量化。憑借著對于生物的喜愛,以及初生牛犢不怕虎的狠勁,杭婧接受了任務,樂呵呵地跟著師姐查文獻做實驗。“施老師要求我們不要局限于眼下的課題,要對當今前沿的生物學進展都有所了解。”杭婧說。
施老師還時常強調:勤思考,不盲目做實驗。施老師團隊的文化氛圍關鍵詞之一是open(開放)。師生之間關系靈活,像杭婧那樣能同時得到施老師和顏寧老師的聯合指導,在施老師的團隊并不罕見。施老師團隊有幾個實驗室,每周日下午導師、博士生集體開周會,為時一個半小時,“施老師幾乎每次都參加周會,除非他當日不在北京。”周會上,三四個課題組輪流發言,言簡意賅地介紹最新的科研進展,并接受其他導師和博士的頭腦風暴式提問,“發言超時,或內容流于細節,導師們真的會當場打斷。”杭婧說。只要有時間,施老師就會去實驗室轉悠,在走廊上碰到學生就聊起來了。與施老師交流時,他能一下子看清學生們是否真的在思考,對于這一點杭婧深信不疑。
立足高遠的同時,施老師也要求學生們腳踏實地,不能太急躁。聊到這,杭婧不禁笑了起來,她說施老師是自己見到的最偉大的“雞湯王”。只要是學生在科研上遇到瓶頸,或出現焦躁心理,施老師每每都會給他們熬一大碗“雞湯”,安慰大家不要急躁,“不但幫我們梳理思路指引方向,還起到了穩定心神的作用。”
若按“有野心、勤思考和不急躁”三個好學生標準給自己打分,杭婧直言她剛過及格線。
只爭第一
2015年6月5日,杭婧發微信:“體重狂掉十斤,但任務只完成不到一半兒”;6月18日:“算一算,已經連續工作四十二小時未眠。人生能有幾回搏?不秀辛苦,不索安慰;只求mark(銘記)一下這一時刻,然后美美地睡去”……
雖說大四決定體驗一把科學研究者,心理上也做足了準備——科學研究者是“苦”差。但是,真正成為一名科學研究者后,杭婧說,沒想到這么苦!
施老師對科研的時間投入沒有硬性要求,但學生們都自覺投身實驗。與師姐們一樣,杭婧一般早上八九點到實驗室,晚上九十點離開,平均每天工作12個小時。為了做到知己知彼,杭婧隨時跟進領域內的科研進展,平均每天閱讀兩三篇文獻,獲得新的靈感,然后在理論框架下指導實驗。
做實驗時,杭婧有些強迫癥,所有的實驗用具都要用水反復清洗,再用酒精擦拭得干干凈凈才敢用。實驗中,任何試劑混合在一起時,杭婧都要反復攪拌20次以上才放心。因為生物學實驗需要十足的細心,其通常有很多步驟和眾多反應物,弄錯一點就得從頭再來。她的強迫癥雖粗暴,但也減少了實驗中可能犯錯的地方。即便如此,錯誤還是無法避免。有時在做實驗時,杭婧會忍不住和同學聊天,聊著聊著,回過神來,發現忘記反應物加到哪兒了,不得已只能重新開始。她這樣總結,最重要的是要吸取教訓,錯誤最多只能犯一遍,要積累經驗,不能屢做屢犯。
2013年12月起,一年半時間內,課題組沒發表任何文章。看到其他組爭相發表著高影響因子的文章,杭婧知道,對于自己的課題來說,一年半的蟄伏并不算長久,但是作為課題的實際負責人,杭婧內心還是抑制不住地焦慮,無形的壓力一直籠罩著她,晚上做夢都會夢到自己仍在做實驗。
實驗遇到瓶頸,杭婧常能在周會中找到靈感。會上,施一公和顏寧兩大導師不放過學生報告中的每一個問題。有時,兩位老師也會針對一個問題意見沖突,針鋒相對,碰撞出許多思想火花。聽報告時,杭婧喜歡換位思考,想象別人實驗中的問題被自己碰到會怎么解決。這種從不同角度看待問題的頭腦風暴,讓杭婧跳出自己的思維定式,取得許多細節上的突破。
此外,這段時間杭婧經常去健身房上操課。NTC(提升全身各部位機能的訓練課程)和普拉提是杭婧最喜歡的兩個運動,在身體的放松和舒緩的音樂中,思緒變得清澈,焦躁情緒漸漸得到平復。杭婧不再盲目向前做實驗,而是停下來,總結過去的實驗和數據,為未來尋找新的方向。
在不斷地嘗試后,團隊成員們仍然懷揣希望,攜手向前。杭婧和萬蕊雪師妹一起攻堅,隨著白蕊、張曉峰的加入,他們“四人幫”各攻一個方向,精誠合作。隨后,博士后閆創業加入,主要負責后期數據處理。實驗按部就班地進行,沒有人知道這個小組未來能做出什么成果,但他們始終覺得,只要堅持下去,一定會有回報。
2015年4月,奇跡發生了。
施老師預期將剪接體分辨率做到20多埃(長度單位,埃量級越小越清晰)就已經很好了。但在某次計算中,閆創業驚訝地發現分辨率做到了12埃。想著再算一算是不是能進10埃。幾天后,分辨率到了7埃,然后5.3埃、3.6埃,一次次地刷新著世界最好記錄(分子結構生物學的工作就像是給分子拍照,分辨率就是照片的清晰度。如將剪接體比作一張臉,前人的工作只能看清臉的模糊輪廓,而這一次他們看到了臉部的細節)。結果完全在預料之外。杭婧和組里的其他人都不知道究竟是什么原因導致分辨率不斷提高,只得一遍遍驚嘆。在整個4月里,杭婧覺得自己像是做了一場夢。
即使是取得了如此夢幻的成果,杭婧也不敢怠慢。杭婧心想:既然我們能做得如此順利,那么國際上的其他團隊也能夠順利做到這一步。拿到結果前,杭婧倒沒怎么緊張,想著反正沒有成果,也就沒什么可以失去的。但是真正拿到了第一流的結果,杭婧開始擔心成果被國際上其他團隊搶先發表。
因為分子生物學領域一向是只爭第一,沒有第二。論文成文的這一個多月,杭婧的壓力達到頂峰。手握開創性的成果,這時不僅要與時間賽跑,還要想方設法地把成果完美地展現出來。為了清楚介紹課題背景,杭婧總共搜集、整理了兩百篇左右的參考文獻,把這個領域相關的文獻都翻出來重新研讀,課題的歷史發展、反應的流程、產物都需要了如指掌。
杭婧真切感受到好的身體對于一場攻堅戰的重要性。在這一階段,施老師經常和杭婧們一起熬夜到深夜一兩點。某天夜里,還在寫論文的施老師忽然尾椎抽筋,一動不能動。休息了一會兒緩過來后,施老師起身在辦公樓里快走了好幾圈,才漸漸恢復。長時間的熬夜,使得杭婧偶爾也會突然間感覺眼前發黑,缺氧,呼吸困難。這時她會放下實驗,趕緊吃幾口零食補充血糖,才慢慢恢復到正常心率。
在最艱難的日子里,杭婧的男朋友章程一直陪伴守候著她。幾乎每天夜里,章程都會等杭婧回到宿舍,給他打電話報平安之后再睡。本科時,兩人在武漢大學相戀,至今已五年。研究生時,兩人同城異地,杭婧最忙的時候,一個月才能見面一次。章程理解女朋友的辛苦和壓力,平時盡量少去打擾她的工作,而是隨時待命,聽她傾訴,陪她聊天。章程很為杭婧感到驕傲,在別人面前他都聲稱“和女朋友合砍三篇cns(Cell,Nature,Science三大頂級雜志的合稱)”,幽默地表達了自己很好地完成“家屬后勤保障”工作。
杭婧對這種科研生活非常滿意,雖然辛苦與壓力纏身,她卻樂在其中。平時的杭婧,喜歡收拾屋子,打掃衛生,養小動物,把它們融入自己繁忙的生活中。“我本科時嘗試過許許多多的社團等工作,到了博士期間,卻只想要安心做學術這一件事情,我感覺很快樂,不會后悔。”本科時,杭婧只是抱著一種體驗科研的心態,現在,她很堅定地說:“不想當科學家的學生不是好學生。”