在西湖大學的校園里,什么是最被珍視的?
是一份份好奇,一次次探索,一聲聲追問。
10月28日,一位滿頭白發的老人緩步走在云棲校園里,灰色的西裝衣領上,別著一枚小巧但醒目的金色徽章——那是他在2017年獲得的諾貝爾化學獎——凝結了他從童年開始、至今仍在延續的好奇與探索。
不遠處,一場小型的儀式和講座正在等著他。
這一天,西湖大學首次舉辦名譽教授聘任儀式。國際著名生物物理學家、諾貝爾化學獎得主、哥倫比亞大學教授Joachim Frank受聘成為西湖大學首位名譽教授。
校長施一公為Joachim Frank教授頒發聘書
聘任儀式由材料科學與工程講席教授、副校長程建軍主持。再生醫學講席教授、校長助理裴端卿宣布校務會和學術委員會的聘任決定。
西湖大學名譽教授是學校授予國(境)內外著名學者的最高榮譽性學術稱號。聘任對象為具有高深的學術造詣和國際知名度、在某一學科領域具有權威聲望、通過創造性的工作和專業的引領做出突出的創新和變革性的貢獻、取得學術界公認的重大研究成果的著名專家學者。
施一公校長詳細介紹了Joachim Frank的學術生涯。Joachim Frank于2006年入選美國藝術與科學院、美國國家科學院兩院院士,2014年獲得本杰明·富蘭克林生命科學獎。2017年,Joachim Frank獲得諾貝爾化學獎,表彰其發展了單顆粒冷凍電鏡技術,及其在解析原核和真核細胞核糖體結構和功能領域做出的非凡貢獻。
“這一突破性技術極大地幫助了結構生物學家去解析生物大分子結構。”施一公說。
難能可貴的是,84歲高齡的Joachim Frank仍活躍在科研一線。
簡單的聘任儀式過后,他為西湖師生帶來了學術“第一課”。從今年2月發表在Cell雜志上的一篇文章引入,Joachim Frank以Time-resolved Studies of Molecular Machines by Cryo-EM為題,介紹了團隊技術革新——一種能夠在時間尺度上解析生物分子反應過程的技術。
Joachim Frank介紹前沿學術進展 從Joachim Frank傳奇的學術人生中,我們看到了成為科學家的品質,也是西湖最珍視的精神——好奇、探索、追問,以及開放與合作。 在2017年獲得諾貝爾化學獎之后,Joachim Frank為自己過去的人生寫過一篇小傳。我們摘取其中的一些段落共勉: 關于好奇,他說—— 八歲那年,我在陽臺下的角落開始了我的第一次實驗。那時的我沒有任何科學概念,只是天生的好奇心驅使我這樣做。我搭了一個架子,收集了一些酒瓶子,并在里面裝滿了我能找到的所有液體:油、水、汽油,再大一點時,我還裝了鹽酸。憑著直覺,我把這些液體混合在一起,讓金屬接觸這些液體,并記錄下結果。我看著電石溶解在水中,觀察劇烈的反應和散逸的氣味;我看著鋅在鹽酸中溶解并冒泡;我把煤放在一個連接著導管的金屬容器中加熱,聽說這樣會產生可燃氣體。 高中科學課,我身后右側是Horst Schmidt-B?cking和Ulrich Mebold,他們后來也成為了物理學家 (照片摘自小傳,由Friedhelm Schick提供) 到了中學,我很快對科學課產生了興趣,尤其是物理課。與此同時,我在家里的“小打小鬧”也從陽臺下轉移到了閣樓上。我用舊零件和郵購來的零件重新組裝收音機。對收音機的癡迷始于哥哥曾教過我如何制作透明收音機。我制作了幾個花哨的微型收音機,把它們裝在肥皂盒里。我的大部分積蓄都用來購買閥門、晶體管、電阻和電容器了。閣樓里彌漫著焊接時散發的令人興奮的氣味。我在學校里認識了一個朋友,他和我有同樣的愛好,就住在街對面。 關于未知的探索,他說—— 我的博導是Walter Hoppe,他是一名X射線晶體學家,后轉為馬克思·普朗克生物化學研究所的電子顯微鏡學家。Hoppe正在尋找使用電子顯微鏡對生物分子進行三維成像的方法。我的畢業論文側重于利用統計光學等其他領域的方法探索電子顯微鏡的特性。我在《光學》雜志上發表的第一篇論文,研究了樣品漂移對顯微照片光學衍射圖樣的影響,并利用傅里葉理論解釋了觀察到的條紋。Hoppe拒絕在這篇論文上署名,認為這是一篇完全獨立的論文,我對此感到非常自豪。 1973年,我加入了劍橋卡文迪許實驗室,擔任高級研究助理。與我交流的人包括Owen Saxton和Peter Hawkes。在卡文迪許的幾年里,我進一步研究了部分相干性,并找到了一種方法,可以通過計算同一領域兩幅連續圖像的交叉相關性來獲得電子顯微圖像的信噪比。 就在這個時候,單顆粒平均和重建的設想開始出現在我腦海中——將電子劑量分散到網格上隨機排列的分子的多個“副本”中。1975年,我發表了一篇概念論文,提出了利用溶液中分子的多次出現來檢索分子結構的想法。我與Owen Saxton一起分析了在什么條件下生物分子的明場圖像可以足夠精確地對準,從而使圖像平均值達到給定的分辨率。我們于1977年共同發表了這一研究結果。這讓我確信,即使在弱原生對比度(即蛋白質與水)條件下,單顆粒方法也能發揮作用。 直到幾年后,當有人得到了生物分子的實際圖像時,這一概念才得以實際證明。盡管如此,電子顯微鏡從業人員中仍有很多人持懷疑態度。 我非常幸運,1982年Michael Radermacher加入了我的團隊,他是一名德國學生,也曾師從Walter Hoppe。1986年,他首次完成了完全不對稱分子——大腸桿菌核糖體大亞基的三維重構。從那時起,我們一直努力研究的這項技術走向成功,盡管在分辨率和產生原子結構的傾向性方面,它是否能與X射線晶體學相媲美還是個未知數。 關于合作,他說—— 核糖體結構的研究工作仍然是最吸引我的。 早在1990年,我就堅信我的實驗室能夠為核糖體的結構和功能做出重大貢獻,于是我開始聘用具有核糖體背景的生物化學家。Rajendra Agrawal是第一個真正把“核糖體學家”級的專業知識帶進實驗室的人。后來,其他人也陸續加入,其中包括Christian Spahn。 1994年,我利用學術休假的時間,再次回到德國,在馬克斯-普朗克醫學研究所開展工作。我的研究生Jun Zhu和博后Pawel Penczek完成了第一張大腸桿菌核糖體的詳細圖譜,遠遠早于X射線結構圖。 *以上內容據原文有所刪減 在一次采訪中,Joachim Frank說,他在1977年收獲了學術研究的Aha moment(頓悟時刻)。 在聘任儀式的尾聲,他寄語西湖大學師生,都能在自己未來的探索中,收獲屬于自己的、更多的“啊哈!”
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