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2020-07-23 浏览量:252 点赞:277 收藏:255
照亮生物学的小小蛋白质:钱永健与绿色萤光蛋白

在 2008 年以绿色萤光蛋白研究获得诺贝尔化学奖的美国华裔生物化学家钱永健(Roger Yonchien Tsien),在 8 月 24 日于美国俄勒冈州辞世,享寿 64 岁。他的研究成果如今早已是生物学研究者不可或缺的研究工具。

钱永健的绿色萤光蛋白研究(green fluorescent protein,GFP)主要在他担任加州大学圣地亚哥分校医学院药理学以及生化学教授时完成,将萤光蛋白的结构和其他蛋白质融合,使得本身难以被观察的蛋白质能够因此发出绿色萤光,让研究者得以用绿色萤光追蹤观察特定蛋白质在细胞内的数量、分布、移动、代谢等生化特性。

照亮生物学的小小蛋白质:钱永健与绿色萤光蛋白

钱永健博士的萤光蛋白研究与美国伍兹霍尔海洋研究所名誉教授下村脩(Osamu Shimomura)博士及哥伦比亚大学生物学教授马丁‧查尔菲(Martin Chalfie)博士共同合作完成,自此之后,全世界所有生物化学相关研究受益于此,蛋白质研究过程变得更加快速而精确,使得这项研究的作者们享誉国际,获得包含诺贝尔奖在内的众多荣誉及奖项,使科学的进展向前一大步。

下村脩博士首先在维多利亚多管发光水母中,发现照射紫外光后能够发光的关键蛋白质,在后来便是世人所熟知的绿色萤光蛋白。之后马丁‧查尔菲博士认为这个蛋白质或许能够做为生物标记来使用。而钱永健博士则结合了他在生物及化学方面的技术与知识,让绿色萤光蛋白所发出的光线更强更稳定。接着,钱永健博士创造了一系列各种颜色的萤光蛋白,这些各色的萤光蛋白现在成为了研究中用来同时追蹤细胞内蛋白质状况的重要工具。

照亮生物学的小小蛋白质:钱永健与绿色萤光蛋白

钱永健博士曾经表示,自己总是受到色彩的吸引,添加色彩让研究过程变得更有趣得多,在不顺遂时能够让人觉得好一些。如果出生就是色盲,从没见过色彩的话,他或许就不会如此着迷于这项研究。

他将自己的研究成果形容像是在细胞中建立并训练间谍分子,这些分子会进入到细胞或者器官中,接着在细胞存活的状态下,回报细胞中的生化情形让我们知晓。这项研究改变了从前科学家看待细胞生物学等生物学相关领域的视野,大大提升了研究的精确度及效率,重要性不言可喻,也让参与研究的 3 位科学家获得诺贝尔奖殊荣。

但钱永健博士并没有因为获得诺贝尔奖殊荣而满足,他希望他的研究能拓展到临床相关运用上,于是和更多研究者合作。由于外科医师在进行手术移除肿瘤时,需要知道病人神经确切的位置在哪里,仅仅依靠统计的图表而忽略病患之间的个体差异,会造成严重的后果,医生没有办法判断病人的神经位置,就可能在手术过程中移除了本来不该移除的神经。于是,在与圣地牙哥加大医院头颈外科医师 Quyen T. Nguyen 博士的合作之下,钱永健博士研发出以注射萤光胜肽链,使原先难以观察的末梢神经能够发出萤光,让外科医师得以在移除受损或者癌化组织手术的过程中,能够避开这些周围神经细胞。

萤光染剂有助观察脑细胞

除此之外,做为美国霍华德‧休斯医学研究所中一名杰出的研究者,钱永健博士打算研发更好的技术让癌症得以用视觉化方式观察,或者研发更好的技术来治疗癌症。他和其他研究者合作设计了能够携带显像分子(imaging molecules)或化疗药物的 U 型胜肽,使分子及药物能够直接被送至癌化细胞处。

他的实验室还创造了能够呈现神经细胞膜电流状态的新一代快速萤光染剂,让脑中细胞活动及功能更容易被观察。运用改良过的植物蛋白质,他们创造了新一种能在电子显微镜下观察的基因标记,让研究者能够看见生物体内以前从来看不见的细节。

电子显微镜最大的优点是在于它比起光学显微镜拥有更高的空间解析度,放大倍数可达到光学显微镜的一百倍,得到的结果也更加精确。电子显微镜三维的视角下的待测物,其解析度是以 10 奈米左右为单位计算的,能够更细緻的呈现细胞内部状况。

钱永健在 1952 年出生于美国纽约市,是家中第 3 个儿子,父母亲是第一代华裔移民。他在儿时便展现其科学天赋,8 岁时在笔记本上设计的化学实验如今被保存于瑞典斯德哥尔摩诺贝尔博物馆。他在 16 岁那年得到针对高中生设立的西屋科学奖(Westinghouse Science Talent), 进入哈佛大学之后,于 1972 年在物理及化学以最优等成绩毕业,之后 1977 年在英国剑桥大学获得生理学博士学位,毕业后曾经在剑桥大学担任研究助理,也曾在加州大学柏克莱分校担任助理教授,直到 1989 年进入加州大学圣地亚哥分校。

加州大学圣地亚哥分校校长室主任 Pradeep Khosla 表示:「钱永健教授是一位非常杰出的科学家,他宽容、慷慨而亲切。钱永健教授谦虚地接受他所应得的每项荣誉,不断拓展自身研究的範围,为科学开创更多可能性。他是难以取代的少见的天才。」

钱永健博士的妻子 Wendy 将他形容成一位冒险家、一位探路者、自由翱翔的灵魂。他的重要特质是充满勇气、果决、具有创造力而且足智多谋。他已经完成了许多成就,并且让他永远不会被遗忘。


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