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感謝一個最平凡的經曆,因為一場電影,張鋒的人生從此開始改變。
生命可能被編程
在得梅因,中學的生物課還停留在解剖泡在福爾馬林裏的青蛙的階段。而張鋒卻幸運地參加了一個分子生物學的“周六提高計劃”。那裏的指導老師很聰明,他們發現,讓一群孩子全心投入的一個明智選擇就是給他們看電影《侏羅紀公園》。
“我的父母都是搞計算機科學的,所以我對編程一直很感興趣。”張鋒回憶說。這部1993年的電影,講述了狂妄自大的研究人員將恐龍與青蛙的DNA混合,將已經滅絕的爬行動物帶到現實中,“讓我明白生物學也可以是一個可編程的係統”。
一顆種子就此在張鋒的心裏種下。他意識到,一個有機體的遺傳指令可以被改寫,由此改變它的特性,就像父母編寫計算機代碼一樣。
1995年,張鋒得到了第一個對活體生物DNA進行編程的機會,他那時是西奧多·羅斯福高中(Theodore Roosevelt High School)二年級的學生。學校當時有一個“天才學生項目”,負責老師問張鋒是否願意課後去學校附近的衛理公會醫院一個基因治療實驗室當誌願者。“我說,這太棒了!” 張鋒回憶說。雖然那時他關於現代生物學的知識幾乎“為零”,但實驗室主任約翰•利維(John Levy)博士並不介意他是個“小白”。
每天下午,利維博士會坐在他的休息室,一邊喝茶一邊在白板上板書,解釋有關分子生物學的一些概念。張鋒很快就學會了關鍵技術,並在他的熱身項目中取得成功:使用病毒將水母中的綠色熒光蛋白基因移動到人的黑色素瘤細胞中,而綠色熒光蛋白是可以在黑暗中發出熒光的。
這雖然不是複活恐龍,但張鋒已經編輯一個物種的細胞,使其能夠表達另外一個物種的基因,細胞中散發出的奇異的綠色熒光就是明證。“它們亮了!”即使在20年後,張鋒還記得當時激動的心情。
這一年剩下的時間裏,張鋒研究熒光蛋白能否保護DNA免受紫外輻射的傷害,這種熒光蛋白能夠吸收可能致癌的紫外輻射。他發現熒光蛋白可以做到,這一實驗成為張鋒參加愛荷華州科學展覽的項目,吸引了很多“像我這樣的孩子”,張鋒回憶道,“我們都是怪才(geeky)”。
高三那年,張鋒在利維的指導下使用病毒做了另外一個遺傳學項目,這個項目讓他於2000年獲得英特爾科學天才獎( Intel Science Talent Search )三等獎,並獲得5萬美元的獎學金。
“這個項目讓我滋生了治療艾滋病的宏大想法。” 張鋒說。這不是一個高中學生能夠做到的事情,而且一個高中生也沒有條件去推進熒光蛋白的工作,試驗阻止紫外光能否預防黑色素瘤。但他在這個過程中學習到了寶貴的一課:有趣的科學發現往往得不出什麽結果。
在拿到全獎進入哈佛大學後,張鋒主修化學和物理學,還在莊小威的實驗室進行流感病毒研究。其研究成果在2004年發表在頂級科學期刊,描述了流感病毒是如何進入細胞的。而這項發現的關鍵點便是張鋒最早在愛荷華接觸的水母熒光蛋白。
在實驗室,張鋒就有點像茱莉亞·查德(譯者注:Julia Child,美國著名廚師,暢銷食譜作家,並主持廚藝電視節目),總能創作出奇妙的東西,但也常常出現把火雞掉到地板上的實驗室版本(譯者注:茱莉亞·查德曾在一次電視直播廚藝節目中不慎將一隻火雞掉到地板上)。有一次,做有機化學實驗,他忘了把酸加入熱反應是一大禁忌,結果“所有東西變成泡沫然後在化學安全櫃裏炸開”,張鋒回憶說。他和實驗室的搭檔倉皇而逃。
另一件事對張鋒有著更為持久的影響。他有一位好友曾患上嚴重的抑鬱症,張鋒花了很長時間幫助他,確保他不會自殺。然而,這位朋友深陷抑鬱深淵,最後不得不從哈佛大學休學一年。張鋒深受觸動,並決定獻身科學以研究更好的療法治療精神疾病。
愛因斯坦以一年內發表五篇劃時代的論文聞名於世,而張鋒也即將踏上幾乎同樣的高產之路。2004年6月從哈佛大學畢業後,張鋒到斯坦福大學讀研究生,加入了正在崛起的年輕的神經生物學教授卡爾·戴瑟羅特(Karl Deisseroth)的實驗室。他們兩人和另一位研究生愛德·博登(Ed Boyden)共同發明了光遺傳學:他們讓感光蛋白進入神經元,通過光激活特定的神經回路。張鋒的貢獻是開發了一套係統,即使用病毒作為載體將外源基因導入神經元,從而讓基因表達生成感光蛋白。
英文原文標題為“Meet one of the world's most groundbreaking scientists. He is 34",發表於STAT。STAT是一家專注於健康和醫學前沿報道的媒體,《知識分子》獲STAT獨家授權翻譯該文並刊發,如需轉載,請聯係《知識分子》編輯部。
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http://opinion.caixin.com/2015-11-19/100875988.html
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他將功勞歸於其他科學家,即使是實驗室最底層的人員。2014年,張鋒和同事編輯了一種新的CRISPR相關蛋白係統,他將其命名為SAM——表麵上是“協同激活介質(synergistic activation mediators)”的首字母縮寫,其實是做這個工作的三個學生的名字首字母的縮寫。“我們需要起一個奇特的名字取悅審稿人”,張鋒說,“但其實SAM是為他們起的名字。”