袁鈞瑛,1958年出生于上海,是今年美國科學院當選的院士中唯一出生于中國大陸的科學家。她是世界細胞凋亡研究領域的開拓者之一,也是世界上第一個細胞凋亡基因的發現者。
靠那一盤水果撐了三天
當她第一次從空中俯瞰紐約哈德遜灣時,紐約以及后來毀于“9·11”事件的雙子塔,這些和她后來研究了三十多年的細胞一樣,都是陌生而神秘的。那是1982年的5月。
那時,美國選拔國外留學生的考試,還未獲準在中國內地進行。中美聯合培養生物化學類研究生計劃項目為中美學子架起了跨越大洋的橋梁。該計劃的發起人吳瑞先生是美國康奈爾大學的教授,他早在20世紀70年代早期就建立了DNA測序技術,曾因此獲得諾貝爾獎的提名。當他得知李政道教授發起了為中國培養物理類研究生的項目后,也向中國提出了為中國培養生物化學類研究生的這一計劃,并理所當然地得到了大力支持。袁鈞瑛就是首屆CUSBEA的博士生。當時,盡管哈佛大學還在放假,但袁鈞瑛的博士生導師保羅·帕德森教授仍親自去波士頓車站接她,并開車將她送到宿舍,還給她買了一盤盛著香蕉、蘋果的水果盤和一份蔬菜沙拉作午餐。“那個時候的波士頓正在放暑假,帕德森教授走了以后,我看著蔬菜沙拉吃不下去,心想美國人怎么跟兔子一樣的,吃生的菜葉子?因為那時聽說美國有多危險,我也不敢一個人出去,結果只能一個人在房間里吃水果。”袁鈞瑛笑著回憶剛到美國時的種種不適。
她就靠那一盤水果撐了三天。到了第三天晚上,她忽然想起,來之前媽媽給了她一張紙條,讓她把一包東西帶給一位朋友。于是,她就趕緊跑到拐角的電話亭里面給媽媽的朋友打電話。對方一接到電話就問:“你吃了嗎?”一聽這句話,她的眼淚就流下來了。她這時才體會到,中國人從生活里提煉出來的這句問候語,真的是最親切最實在不過了。這家人聽說袁鈞瑛竟然餓了三天,立即開車來接她到家里吃飯。
敢對哈佛實驗室說不
比蔬菜沙拉的挑戰要嚴峻得多的,無疑是美國博士生的課程。袁鈞瑛記得她在復旦大學生物系讀本科的時候,最苦惱的是看不到國外最新出版的科技文獻。但在哈佛讀博就完全不一樣了:教授每天給學生發一大堆科技文獻回去看,然后第二天上課討論。“那時我們讀的都是研究領域最經典、最原創的文獻。就是看它最原始的發現是怎么開始的,后來的研究又是怎么一點一點深入的。科學家最重要的本領,就是能做到最原創性的發現。現在學生的注意力都集中到如何才能在高影響因子的核心期刊上發表論文去了。要知道科學上的很多重要的原創性的發現,最初不一定發表在核心期刊上。去年獲得諾貝爾生理學和醫學獎的日本科學家大隅良典,他最初有關細胞‘自噬作用的幾篇研究論文,都不是發表在很重要的核心期刊上。”袁鈞瑛說。
在研究原創性文獻的過程中,袁鈞瑛注意到,此前的學者只是觀察到了細胞死亡。比如,在人體胚胎的正常發育過程中,胎兒最初的手掌如同一個圓盤,尚未分出5個手指。隨著生長發育進程,手指間的細胞漸漸死亡,最初的“圓盤”才出現了5個手指。如果在發育的過程中出現遺傳基因的突變,有的應該死亡的細胞沒有死亡,就會出現兩個手指連在一起的“并指”現象。但她發現,并沒有人對此進行研究:細胞死亡本身是怎么發生的?為什么在疾病中有的應該死亡的細胞沒有死亡,而有的不應該死亡的細胞卻死亡了?
促使袁鈞瑛把“細胞死亡的機理”作為科研主攻方向的,還有一件事:教授在講述帕金森綜合征、老年癡呆等神經退化性疾病時,將幾位病人帶到課堂上,這讓袁鈞瑛的觸動很大。這些病人有的竟然像非洲饑民一樣瘦得皮包骨,還有的患了“舞蹈癥”,坐在輪椅上完全不受自己神經控制地舞動。這些神經退化性疾病的共性都是因為不同的神經細胞死亡了。上完這節課,袁鈞瑛不禁產生一個疑惑:為什么在這些病人中不同的神經細胞會選擇死亡呢?
她從神經生物學課上獲悉,在完全正常的發育過程中,大約50%的神經細胞會死亡。當時學界對神經細胞死亡原因的解釋是:“這些細胞是餓死的。”袁鈞瑛認為這個解釋不合邏輯,因為發育是一個很程序化的過程,被動地餓死和發育的程序性之間有矛盾。為此,袁鈞瑛特地去請教一位有名的教授。這個教授回答說:“細胞死亡是因為它們不重要才餓死的。”多年后,兩人再次笑談起當初的問答。那位教授坦誠說:“我錯了。”如今,他也在研究細胞死亡。
在哈佛讀博的第二年需要選實驗室了。袁鈞瑛找了半天,也沒有在哈佛找到一個專門研究細胞死亡的實驗室。于是,她去找研究生部主任說:“我找不到—個感興趣的實驗室。”
“現在回想起來,我當初說這話的膽子也真是夠大的。也許人家會想:你一個中國學生,英文都不怎么好,敢說哈佛沒有一個實驗室讓你感興趣?但哈佛有一個非常好的傳統,就是特別尊重學生的創造性思維。研究生部主任就說,那你可以到劍橋、到麻省理工去找啊。聽了這話,我特別高興,因為我知道麻省理工有個實驗室正在做細胞研究。”
她證明了導師的猜想
袁鈞瑛在麻省理工的導師鮑勃·霍維茨教授,是一個研究小線蟲發育的專家。小線蟲通體透明,用顯微鏡可以觀察到它發育過程中細胞的變化。一條線蟲有900多個細胞,其中131個會在發育過程中死亡。有趣的是,這131個細胞死亡的時間在不同的小線蟲的發育過程中是相同的,這說明這131個細胞的死亡是受遺傳基因控制的。
細胞不為人知的生死,蘊含了生命無窮的奧秘。袁鈞瑛也由此進入細胞死亡研究領域,在哈佛和麻省理工這兩所世界一流的大學里,她得到了最嚴格的科學訓練。“我們那時很拼命,每天總是要把可以做的實驗全部做完才回去,”袁鈞瑛說。在鮑勃領導的實驗室中,袁鈞瑛發現了線蟲細胞的死亡基因,這是在所有的生物中發現的第一個控制細胞死亡的基因。
1989年,袁鈞瑛哈怫博士畢業。博士畢業后的袁鈞瑛,曾打算申請做博士后,以繼續研究細胞凋亡在人類、老鼠中有沒有類似的情況。因為當時科學界對線蟲細胞死亡基因的發現有嚴重的爭議:線蟲只有900多個細胞,而哺乳動物、人的細胞要多得多,線蟲細胞死亡機理的發現,對哺乳動物和人來說究竟有沒有價值?這時,正巧麻省總醫院要建一個心臟研究中心,研究包括“減少心肌梗死后心肌細胞死亡”等課題,聽說袁鈞瑛有志于人的細胞凋亡機理的研究,于是聘請她成立一個實驗室。沒有做過博士后,就有一個自己的實驗室,這在科學家的成長過程中也是非常少見的。
3年后,袁鈞瑛領導的實驗室就發表了兩篇重要的研究論文,其中一篇是《線蟲的細胞死亡同源基因在調控哺乳動物細胞凋亡中的作用》。這一發現證明了她在導師鮑勃領導的實驗室中完成的博士論文關于發現線蟲細胞死亡機理的廣泛意義。這一研究成果也引起了諾貝爾獎基金委員會的關注。當時,年僅35歲的她應邀去諾貝爾基金委員的論壇作學術報告。1996年,她成為哈佛醫學院的副教授。2000年升為哈佛大學醫學院的終身教授,并且成了哈佛醫學院第一位亞裔的女性正教授。
邢大軍據《文匯報》整理