“最美丽大脑”诺奖得主钱永健逝世，他曾如何给生物学 “上色”？

文章来源：科通社

著名美籍华人科学家、2008年诺贝尔化学奖得主钱永健(Roger Yonchien Tsien)于8月24日不幸去世，享年64岁。钱永健任职的加州大学圣地亚哥分校于周三确认了他的死讯，他在美国俄勒冈州的一条自行车道上去世，但具体原因不明。

钱永健乐衷自行车运动

　　

钱生于纽约 是钱学森堂侄

　　

钱永健祖籍浙江杭州临安，父亲钱学榘是中国导弹之父钱学森的堂弟。钱学榘早年毕业于中国上海的国立交通大学，后与钱学森带着庚子赔款支付的奖学金到美国念书。1944年，钱学榘将妻子与长子钱永佑接到美国定居。三子钱永健1952年出生于纽约，后来在新泽西州的利文斯顿市长大。或许从儿时起，钱永健就注定了要走进科学。除来自父亲家族以外，钱永健母亲的数位兄弟都是美国麻省理工大学的工程学教授。他在描述自己的职业选择时也说：“我注定了继承家族的血统，从事这样的工作。”

钱永健(右二)8岁时的家庭照

　　

从小喜欢漂亮颜色

　　

钱永健曾说：“我从小就喜欢画画，也喜欢漂亮的颜色。8岁那一年，爸妈送给我一盒化学工具箱，我把不同的化学物质混合调成漂亮的紫色，这就是我的第一个实验。”他8岁时记录化学实验的笔记本，现在还被保存在瑞典诺贝尔博物馆中。

　　

钱永健小时候患有哮喘，只能经常待在家里。他对化学实验感兴趣，常常在家中地下室里做化学实验，一做就是几个小时。16岁时，他以“金属融入硫氰酸”为题的论文获得美国西屋科学天才奖，并以此奖项的奖学金进入哈佛大学念书。取得化学与物理学士学位之后，钱永健又获得马歇尔奖学金，负笈至英国剑桥大学研修。1977年取得生理学博士学位之后，他于1989年进入美国加州大学圣地亚哥分校工作，至今27年。

时任美国总统尼克松祝贺获得一等奖的钱永健

　

“他的工作照亮了科学”

　　

1980年代，钱永健就已在科学界崭露头角。他发明出检测钙离子浓度的染料分子。钙离子是生物体内的重要信号分子，因此，钱永健的这一发明被广泛应用于生物体内成像技术。著名生物学家、《知识分子》主编饶毅曾写道：“钱永健的工作，从八十年代一开始就引人瞩目。他可能是世界上被邀请给学术报告最多的科学家，因为化学和生物界都爱听他的报告，既有技术应用、也有一些很有趣的现象……很多人多年认为钱永健会得诺贝尔奖，可以是化学、也可以是生理奖。”

　　

“钱永健教授的工作照亮了科学”，加州大学的讣告上写道。在钱永健教授的诸多重要贡献中，绿色荧光蛋白是知名度最广的成就之一。

　　

让绿色荧光蛋白更稳定

　　

1960年代，日本学者下村修在普林斯顿大学时，因一种发光水母(Aequoria Victoria)而发现了绿色荧光蛋白GFP(green fluorescent protein)。下村一家花了数月时间，从海里捕捞了约5万只、总计2.5吨的荧光水母，并从中纯化了数百毫克荧光蛋白。不过，当时他并不觉得这种荧光蛋白除了好玩好看之外究竟能有什么用，于是论文被束之高阁后，这种发光蛋白随着下村修一道又变得默默无闻。

　　

下村离开普林斯顿到Woods Hole海洋研究所后，他的同事Douglas Prasher对利用荧光蛋白做生物示踪分子非常感兴趣。历经数年努力，他终于在1992年将GFP荧光蛋白的基因克隆出来(如今这种克隆工作可迅速完成)——但他的科研资金也恰好用完了，无奈之下只好把基因送给了其他几个实验室。

其中两个获赠者，就是后来与下村修分享诺贝尔奖的钱永健和哥伦比亚大学的Martin Chalfie，他们分别将Prasher克隆的基因转进了其他生物中。Chalfie把GFP重组到大肠杆菌和线虫中，发现大肠杆菌和四膜虫的确表达了GFP，但是这种天然GFP发出的光较弱、强度也不够稳定。

　　

钱永健则利用基因突变的方法对GFP做了改造，让它发出的光更强也更稳定。此外，GFP原本只能发出绿光，而钱也通过基因改造，衍生出各种颜色的荧光蛋白。现在生物学实验室中所用的荧光蛋白标记，基本上都可追溯回钱永健的实验室。

荧光蛋白就如同他的小孩

　　

从钱永健开始投入绿色荧光蛋白的研究工作，到了1994年在《科学》期刊发表论文，直至2008年获得诺贝尔化学奖殊荣，在15年的研究过程中，他对荧光蛋白的研究已不只是兴趣这么简单了。对未生育子女的钱永健而言，荧光蛋白就如同是他潜心培育的小孩，在研发不同颜色荧光的过程中，也曾遇到让他伤透脑筋的状况。

　　

“我一直被色彩所吸引，”钱永健曾在《圣地亚哥联合论坛报》的访谈中说，“色彩能够使工作更加有趣，也更加容易忍受，特别是当工作进展不顺的时候这一点很重要。如果我生下来的时候就是色盲，我很可能永远不会进入这个领域。”从他1994年研究GFP开始，他的诸多发现不仅让荧光蛋白更稳定、种类更丰富，还阐明了它们的发光原理和各种可以应用的领域。

　　

强调自己并不是荧光蛋白发现者

　　

《论坛报》还这样评价钱永健：“他拥有世界上最美丽的大脑，不仅因为他能够深入思考如何填补已知科学领域的空白，更因为他知道如何发现新问题。他挖掘得很深，理解问题又快，还擅长把问题的各部分统一起来看，发现新的研究工具，以此帮助其他科学家挖掘其它新问题。”

　　

对此，钱永健谦虚地强调自己并不是荧光蛋白的发现者，“我只是那一个制造工具的人。”不过，GFP的发现者下村修固然功不可没，但没有钱永健团队的贡献，GFP荧光蛋白不会立刻风靡世界、成为众多生物实验室的标配，成了生命科学领域不可或缺的技术。

利用荧光蛋白，我们不仅可以产生出五颜六色的实验动，还可以通过简单的基因工程将其与其他目标蛋白耦连，并借此观察、跟踪目标蛋白在细胞中随发育过程或外界刺激的变化，甚至可以在活细胞、甚至活体动物中观察到一些分子的活性变化，让荧光显微技术得到巨大飞跃。

在获得诺贝尔奖之后，钱永健教授并没有停下创新的步伐。他想要让他的发明切实应用到实际，造福更多患者——照亮了生物学的钱永健，还想照亮医学。

他计划把荧光蛋白的研究工作留给他的同事，而把更多时间和精力用在人体状况的研究方面，包括利用荧光蛋白帮助攻克癌症、动脉粥样硬化以及中风之类疾病。钱永健他的父亲就是因为得癌而死——“他得了胰腺癌，诊断出来6个月后，他就离开了我们。”

于是，钱永健与Quyen Nguyen博士等同事们一道建立了一种试验性的注射用荧光多肽，它们让目力难以分辨的外周神经发出荧光，使外科医生们能够在切除受损组织或肿瘤组织时，避开这些敏感的神经。

在荧光蛋白的帮助下，外科医生可精确移除肿瘤

　　

为了能更好地看清并治疗癌症，他的实验室设计了一种U形的多肽，它能携带成像分子或化疗药物，靶向癌细胞；他的团队创造了一种全新的荧光染料。它能让神经元细胞膜上的电信号发出亮光，便于研究人员解密脑细胞的功能与相互作用；利用一种植物蛋白，他与同事们又创造了一种全新的标记物，让科研人员能够在电子显微镜下看到前所未有的细节。

　　

“他比我们所有人都看得更远，”钱永健教授的夫人Wendy Globe说道：“他是一名冒险家，一名寻路人，有着自由翱翔的灵魂。勇敢、果断、充满创意与智慧是他的特点。他完成了很多成就，我们将永远铭记。”(作者：丁林)

　　

感谢钱先生的工作，助当代生物学能够如科幻电影般缤纷绚丽：

钱永健实验室用整合荧光蛋白的微生物创作的名画《夏威夷海滩》

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