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【经典悦读】李敬安:双螺旋的启迪-读《DNA:生命的秘密》后有感

来源:校团委  作者:李敬安   编辑:周伟   日期:2014/5/9   点击数:5465  

 

“如果我们能无惧地接受DNA所揭露的真相,就不会再为我们子孙的未来而绝望悲叹了!”这是“DNA之父”、诺贝尔奖得主詹姆斯&沃森在《DNA:生命的秘密》这本经典巨著上留下的印记。50年前,DNA只是少数专家感兴趣的深奥分子,世人几乎对这种简单而完美的“双螺旋”一无所知;50年后的今天,它摇身一变,成为改变我们众多生活层面的核心科技,贯穿并引领包括生命、医学、农业、食品、军事、卫生等多个领域。它几乎无处不在!然而,它的发现并非一帆风顺,必然与偶然的相对关系已无需在这里赘述,幸运之神永远眷顾那些有准备的人。那么在DNA的双螺旋结构发现与深入研究中,沃森和克里克以及在比他们更早的那个生命科学与神学交互混杂、相互驳斥而又彼此印证的年代的科学巨匠们,给予了我们哪些启迪?饱读此书之后,如一道流星划过深邃的夜空,内心若有明悟。

1. 科学的探索是孤独的,但始终有你一同前行

这是一个关于伙伴和团队的故事:我的背后留给你,但是你取代不了我的位置,这才是一个合格的团队。在一个领域的探索中,很多时候团队的每个成员必须独立解决自己擅长的那部分工作,但又必须和伙伴的工作相互补充和印证。沃森曾这样叙述“双螺旋”发现过程中他和克里克分别担任的角色:“我花了整个下午时间,用纸板制作这些构造成分的图样”,“试着拼凑出全貌”,“我很快就发现,有一种简单的配对法搭配得恰到好处”,“这种配对方式简单而完美,几乎可以确定不会有误”。这是一个主角形象:孜孜不倦地探索,兴趣盎然地进行各种尝试,与其说是在试验,不如说在玩耍。对克里克的定位,沃森也有间接的描述“我过去犯过错误,最好还是别兴奋过头,它还得通过克里克严格的检视才行”,“克里克一眼就看出了我的配对法隐含双螺旋结构,有两条相反方向的分子链组成”。科学结论的设定,需要严谨的态度和审慎的思考。无论一个团队的成员多么才华横溢、天马行空,总会需要一些不同的声音审视或印证,克里克就是他们这个团队中的不同声音。

2. “兴趣是最好的老师”

克里克对重要问题的错综复杂总是非常着迷。小时候,他老爱问问题,双亲只好买一套儿童百科全书送给他,希望能满足他的好奇心。结果这反而让他没有安全感:他告诉母亲,他怕长大时所有事物都已被发现,而他将无事可做。母亲向他保证,日后一定还会有一两件事等他发现。事后证明,她说的很准。后来,克里克成为医学研究委员会研究单位的专职理论家,每个月至少会提出一个新构思。

其实在我看来,对科学未知领域的探索就是玩耍的过程。读小学和中学的时候我就对自然科学情有独钟,当然那时候顶多算是被科普,但是也拿到了几个全国性的自然科学和生物学的奖项,最后以生物满分的成绩领取了母校西南交通大学的录取通知书,就读于当时的生物工程系,即现在的生命科学与工程学院。当时,家父并不赞同我报考生物工程专业,但架不住我苦苦哀求,还是改了第一志愿,否则现在可能早已“泯然众人中”了。可见,兴趣对一个人的人生轨迹产生的惯性是多么巨大。和多数理工男一样,我也曾沉迷于电脑游戏,但不可否认的是,显微镜下千姿百态的细胞和统计图中生动的曲线要比显示器里的动画人物生动得多。在游戏里,电脑程序是主宰;而在实验室里,只要掌握了真理,我就是那一刻的主宰,这种感觉让人着迷,真是太过瘾了。曾经在团队的seminar上有人问我“喜欢游戏多一些还是实验多一些?”我想都没想就说都喜欢,因为两者相通:都是探索未知,都让人着迷。但实验似乎拥有更大的魅力和魔力,让人着迷到可以放弃游戏。回想起来,自从乐此不疲地反复设计、优化、调整、评价自己课题的各项参数和指标,已经一年多没有点击过电脑上的游戏图标了。整个电脑桌面也被文献和数据盖得满满的。或许正印证那句话:“兴趣是最好的老师”。

3.怀疑是科学进步的源动力

与今天的世界学术界总是关心“学术不端”等问题不同,在那个科学巨匠层出不穷的年代,学术发现有哪些不足,能否产生深远影响是被更多关注的对象。那时,几乎每位科学家的新发现都曾被怀疑、验证、修正、再怀疑……以此往复。这一规律被当成当时科学发展的重要源动力之一。

1902年,哥伦比亚大学医学院的学生瑟顿和在德国进行独立研究的波弗利分别发现孟德尔的“遗传因子”位于染色体上。他们的研究促成了后来的生物革命,被称为瑟顿-波弗利染色体遗传理论。基因突然成为实际存在的物质,而且位于用显微镜就可以实际看到的染色体上。然而同样在哥伦比亚大学的摩根却对此产生质疑。他认为瑟顿-波弗利理论不足以解释我们在大自然中观察到的变异现象。由此,遗传学实验史中最成功的动物模型“果蝇”登上了科学的舞台。摩根的研究不仅有效证实了瑟顿-波弗利理论,更发现了举世闻名的“性联遗传”规律。

2009年我加入黄楠教授的研究团队攻读博士学位,在杨苹教授的指导下从事生物医用植入材料金属钛表面透明质酸(HA)微图形调控血小板、内皮细胞和平滑肌细胞的研究。当时几乎所有人都认为HA微图形对血小板的调控作用来自于它的阻抗特性,这也是当时学术界的主流声音。但是一直到2011年,我所做的多数实验结果与这一论断几乎完全相反,当时我开始怀疑这个貌似公论的正确性。在经过与导师杨苹教授及另外几位同学的讨论和大量查阅文献的基础上,终于证实HA与血小板粘附路径中的主要作用蛋白“纤维蛋白原”具有很强的特异性作用,由此推测,我所使用的HA,基于分子量的不同,它的调控作用来自于对血小板粘附的促进,而非阻抗作用。利用这一发现,我设计了一种新的钛表面生物修饰方法,目前正在申请专利。

4.成功只属于活下来的人

在DNA模型建立计划的四位主要科学家中,只有沃森、克里克和威尔金斯在1962年获得了诺贝尔生理医学奖的殊荣。出身剑桥的年轻女性科学家富兰克林在此4年前已经因卵巢癌而不幸早逝,享年37岁。诺贝尔单一奖项的获得者向来不超过三个人。倘若当时富兰克林还在世,势必要在她和威尔金斯之间做出选择。或许瑞典人会授予富兰克林诺贝尔化学奖以解决这个问题。也就是说,可以百分之百肯定,如果富兰克林在世,当时的诺贝尔化学奖就不会颁给发现血红素与肌红素三维结构的佩鲁茨和肯德鲁了。十年树木,百年树人。所以,我们在努力追求科学高峰、事业成功的同时,一定要注意身体、珍惜生命。

最后,我以《周易》里的一句话结束这次畅谈“天行健,君子以自强不息”。我们的母校西南交通大学拥有100多年的历史,曾经是理工科高校中当之无愧的翘楚,培养了无数的理工科人才。已毕业的同学聚会时仍然会说“我以能成为交大的学生为荣”。这份荣誉是无数的交大人用勤劳的汗水拼出的家业。作为一名理工专业的研究人员,我说不出华丽的词句,但我会一如既往默默地在实验室挥洒汗水,用丰硕的成果为母校添砖加瓦。

 

作者简介:

李敬安,男,1982年出生,工学博士。2014年2月开始在材料科学与工程学院黄楠教授研究团队从事博士后研究工作,合作导师为杨苹教授。

主要研究方向为:心血管植入材料表面改性研究。参与国家和省部级项目及横向课题7项,发表学术论文20余篇,申请专利两项。分别于2012年和2013年获得人工器官表面工程四川省重点实验室一等奖学金和特等奖学金。曾获得校级优秀共产党员,优秀研究生,优秀研究生干部,优秀毕业生。