“90后”清華女博士白蕊：潛心 研究， 攻克世界級高端科技難題

文/青山

2022年10月31日，2022達摩院青橙獎名單公布，“90后”內蒙古女孩白蕊榜上有名，這是她斬獲2020年“世界最具潛力女科學家獎”之后獲得的又一大獎，而她是15位獲獎學者中最年輕的科學家。她累計在《科學》與《細胞》雜志上發表了9篇高水平研究論文，參與并主導了全球唯一覆蓋完整RNA循環的剪接體系列研究，已攻克多個世界級高端科技難題，為相關遺傳病和癌癥機理研究帶來新途徑。（圖1）

圖1 白蕊

勤奮好學，對生物特別感興趣

1992年，白蕊出生在內蒙古一個普通家庭，少年時最愛看《少年兒童百科全書》等科普類書籍。上初中時，白蕊各科成績名列前茅。周末時光，懂得一張一弛的白蕊和其他的“90后”女孩一樣愛美食，愛追劇……興趣廣泛。

白蕊勤奮好學，初中畢業后以優異的成績考上了重點高中，通過一段時間對各科目的深入學習，覺得對生物特別感興趣，因為她很享受在課堂上和老師一起探討難題的過程，熱心腸的白蕊對向她請教的同學也十分細致耐心。

上高二時，父母建議她讀文科，但白蕊對生物學很感興趣，很想把生物科研當成未來的事業。在課堂上，生物老師講的內容像施了魔法般吸引著白蕊，她常常看著黑板上一連串的生物分子結構，專注得眼睛也不眨一下，直到完全領會，才回過神來。隨著時間的推移，白蕊漸漸不滿足于課堂和當前課本上的知識，便經常擠時間學習高一級的生物教材，拓展掌握更深奧的生物學知識。

白蕊對生物的熱愛是深入骨髓的，課余時間經常去辦公室找生物老師探討一些生物學難題，頗有一種打破砂鍋問到底的精神。好多次，生物老師被她提出的一連串問題問得一時無法解答，并告知她第二天給出標準答案，但白蕊往往已經搶先一步想到各種奇妙的解題妙招。這樣的濃厚興趣一直激勵著她深入探究生物學。

高考結束填報志愿時，白蕊毫不猶豫地選擇了生物專業。然而，令人意外的是就在當天報志愿前，生物老師給白蕊打來電話，告知她高中生物主要集中于宏觀領域，而繼續深入下去就要研究微觀領域了，這不一定是她的興趣所在，且生物學研究漫長、枯燥，十分擔心她只是一時興起。可白蕊依舊堅持，為了確保自己就讀生物專業，在填報高考志愿的時候，白蕊把所有的專業都填成了生物學。令人欣喜的是，白蕊如愿被武漢大學生命科學學院錄取。進入武漢大學后，白蕊課堂上認真聽講，主動幫老師做實驗，她對生物研究的熱愛，打動了老師，經學院同意，白蕊正式加入實驗室參與到科研項目中。（圖2）

圖2 實驗中的白蕊

堅守夢想，如愿進施一公實驗室

在4年的大學學習生涯中，白蕊的學習成績一直出類拔萃，她對自己選擇的科研之路亦是充滿信心。

而在她大三那年，著名結構生物學家、清華大學教授施一公先生在武漢大學舉行了一次學術講座，白蕊有幸獲得聽講機會。在這次精彩的講座中，施一公深入淺出又生動有趣地講解了當下前沿生物學的現狀，白蕊被施教授充滿魔力的講述吸引了，當晚她的腦海一直回憶著講座內容，興奮得久久無法入眠。

從那時起，白蕊才真正意識到，她先前所學習的生物只是基礎，生物學的核心領域還有待她深入研究。于是，白蕊暗下決心，本科畢業后一定要加入施一公教授在清華大學的研究生隊伍，繼續進行生物學研究，從而更全面地拓展自身學術范圍。

轉眼間，迎來了大三下學期的最后時光，各所大學保送推免正在火熱進行中。白蕊借著在校期間令人羨慕的成績，很快獲得了北京大學和中國科學院的青睞。當此際，白蕊自信滿滿地思忖著，既然能獲得這些頂尖高校的錄取通知書，去清華大學繼續讀研是板上釘釘的事兒。因此，白蕊滿懷希望地趕去參加清華大學暑期夏令營進行研究生選拔。然而，令人遺憾的是，她被面試“刷”下來了。這個消息對白蕊來說猶如當頭一棒，那時的她心里很有些不服氣。

簡短失落之后，她鼓起勇氣沖到時任清華大學生命科學學院院長施一公的辦公室毛遂自薦，可當時施教授并沒有同意。白蕊回去后，繼續發郵件給施教授。施一公回復“看推免的情況”。

夏令營遭遇淘汰，這對于一向優秀的白蕊來說，是一個很大的打擊！那一陣子，她的情緒甚是低落。

然而，漫長的暑假才剛開始，白蕊有充分的時間調整自己，9月是清華大學推免面試的時間，她還有一次寶貴的機會，白蕊明白只要自己堅守夢想，機會或許就在不遠的拐角處等著她。她默默鼓勵自己，再次揚起斗志，每天專心致志地復習專業知識、做實驗、寫論文，將相關知識理論牢記于心。同時，反省自己被淘汰的原因。經過2個月假期的充分準備，白蕊對接下來的推免充滿信心。

機會總是留給準備充分的人。最終，白蕊以武漢大學生命科學學院生物學基地班專業排名第一的成績，成功拿下推免名額，并且以優秀的表現通過了清華大學直博生面試。為讓自己心里更踏實，白蕊還是給施一公教授寫了長長的郵件，真誠地闡述了自己想要加入他的團隊的信念。這一次，她收到了來自施一公教授的回復：“來實驗室做實驗吧！”此時的白蕊開心得不得了。（圖3）

圖3 清華畢業典禮上的白蕊與施一公教授

潛心研究，攻克世界難題繼續科研之路

最初進入施一公實驗室時，白蕊甚是擔心，因為施教授告訴他們：“我們要做就做世界級難題，否則中國在基礎研究領域的話語權會越來越少，清華的學生都不做，那誰來做？”在這樣的環境里，白蕊很快結識了一群優秀的師兄師姐，也接觸到了全世界最棘手的難題——剪接體的三維結構與RNA（核糖核酸）剪接的分子機理。

研究表明，人類約35%的遺傳病和多種類型的癌癥均與某些基因的錯誤剪接、剪接體蛋白組分的突變以及剪接體的錯誤調控有關。可由于剪接體的高度動態性，RNA剪接的清晰結構和復雜機理遲遲沒有被攻克。

施一公實驗室成員率先解析了8種主要剪接狀態中的一種，但8種狀態之間差距甚大，想要逐個攻克絕非易事。更緊迫的是，同時期，國際上共有4個課題組在爭分奪秒地研究這個難題，這樣的境況下容不得研究人員有絲毫的懈怠。頂著巨大的壓力，白蕊拼盡全力踐行施教授的那句：“要做就做世界級難題！”由于這方面幾乎沒有相關文獻和專著可以參考，她只能靠著自己的摸索，不斷向成功挺進。（圖4）

圖4 研究剪接體的白蕊

在RNA剪接的過程中，有一種名為內含子的“元件”是會被剪接體剪除的，而在剪除過程中，剪接體至少會變換10種形態，每種形態伴隨著不同的“動作”其中最初始的形態，是科學家們公認的最難捕捉和分析的形態，“因為它瞬間就會解聚，進入下一個形態”。剪接體由上百種蛋白質聚合而成，這里的“解聚”可以想象成剪接體一邊工作，自己身上的蛋白質一邊“往下掉”。白蕊每天清晨5點就去實驗室做實驗，每天午夜12點才回到寢室，為的就是尋找既不會影響細胞生長，又能將剪接體阻礙在某種瞬變狀態的關鍵蛋白失活體。

在這樣的研究中，白蕊提出了自己的思路，可大家認為可行性不高。執拗的白蕊并沒有放棄，“我覺得沒人比我更了解這個實驗，了解這個狀態剪接體的特征。”“我就先按照自己的思路做。”在這樣的堅持下，白蕊終于找到了滿意的實驗方案，完成了目前世界上最復雜、最大也最難捕捉的剪接體狀態——預催化剪接體前體的捕捉和分析工作。“我們是世界上第一個捕捉和解析預催化剪接體前體的實驗室，當時審稿人評價說這是最重要的剪接體結構之一。”白蕊說。（圖5）

在施一公鼎力支持下，白蕊又繼續著手研究分子量最大的剪接體pre-B complex近原子分辨率的三維結構。這項研究的難度較之前又上升了許多，世界上還沒有哪位專家或者研究小組能夠捕獲并解析這個狀態下的剪接體，但白蕊就是有這樣的信心，敢于直面世界難題。

用200多個日夜，在無數次失敗的實驗中，白蕊發現前人沿用的研究方法存在一定的缺陷，于是她根據實際情況做出了改進，在提純手法方面她結合剪接體復合物的特征，運用了更為準確的研究試劑。經過調整和優化各類實驗條件，耗費的酵母多達五六百升，制作的培養基更是以噸為量級。在這樣的潛心研究下，白蕊終于成功地解析了這個世界最大、最復雜、最難獲得樣品的pre-B complex近原子分辨率的三維結構。這項重大成果最終發表在了美國權威期刊《科學》上，這一成就也讓1992年出生的白蕊再次名聲大噪，相關領域的科學家都十分訝異并敬佩白蕊所做出的驚人成績，很多專家學者紛紛發來賀信。（圖6）

圖6 展示培養基的白蕊

在解決世界級難題的同時，白蕊用4年就完成了碩博連讀。2019年博士畢業后，她繼續進行科學研究，并隨施教授一同前往西湖大學開展博士后工作。因成果顯赫，2020年2月11日，歐萊雅-聯合國教科文組織公布，27歲的西湖大學博士后白蕊獲得“世界最具潛力女科學家獎”，這一獎項在全球范圍內每年僅頒給15人。2022年10月31日，白蕊榮獲2022達摩院青橙獎。（圖7）

圖7 清華博士白蕊

白蕊不斷破解新難題，堅持奮進在科研路上。她說：“我要繼續做好基礎研究，讓中國在生命科學領域取得更多話語權，也希望自己有一天能研發出治療癌癥和罕見病的藥物，不管是10年、20年，還是一輩子。”

（圖片來源于網絡）