陈国颂教授

 

  众所周知,能进入启明星群体的人都很优秀,作为一个启明星的采访者我有时也会犯难,一年能访问的启明星和这个群体的数量相比只是很小的比例。幸好近几年的启明星都建起了微信群,彼此的联络又多了一层。这期的启明星访问对象――2013年启明星计划入选者、复旦大学高分子系陈国颂其实在微信上并不是很活跃的,但她有限的发言和星友们对她的评价让我记住了她,于是就有了这次的相约采访。见面后才知道陈老师的宝宝出生只有不到4个月(但她已经上班),她中午还要赶回家为宝宝哺乳。也是在见面聊开后才知道陈国颂在博士就读期间曾参加过在德国林道小镇举办的诺奖得主和青年学者的交流会,去年破格获聘复旦大学高分子系教授,如今已是在大分子与糖科学交叉领域术有专攻的学者。
 

从南开走向林道的博士生

  1979年出生的陈国颂经历其实挺简单的,从出生到完成整个学历教育(小学到博士毕业)都是在天津,而且大部分时间都与南开有缘(南开中学6年,南开大学9年)。小陈的父母是当年的知青,以后陈父供职于天津大学图书馆。长期浸淫于学校的环境,使得日后的小陈也把当老师作为自己职业的不二之选,当然这是后话。
 
  小陈称自己中学期间的成绩不是太拔尖,但对化学尤有兴趣,这样考大学化学专业自然成了首选。从本科到博士阶段学习的过程,小陈自己感觉比较顺利没有什么起伏波澜,如果说要有什么值得一说的,那就是博士最后一年(2006年)到德国林道小镇参加诺贝尔奖得主与青年学子交流这件事了。这也是我和《世界科学》杂志感兴趣的,因为这本杂志近年来差不多对每年的林道会议都有报道,于是让小陈细说一下。
 
  说起林道会议的历史,据了解是早在二战结束后不久,一些欧洲政治家出于复兴德国科学和经济的意愿与诺贝尔基金会取得联系,建议每年在德国一个叫林道的小镇举行向全世界开放的诺贝尔奖得主和青年学子(主要是研究生)聚会交流活动。这个意在激发青年学子走近科学、热爱科学的倡议自然得到诺贝尔基金会的认同,也得到了相当一批诺奖得主的支持和响应。于是从上世纪60年代初起就有了这样一个名为“林道会议”的著名活动,每年的5-6月间都会有十几位诺奖得主赶到这个小镇与来自全球的优秀年轻人相聚交流。中国是从2005年起正式由国家自然基金委和德国基金委共建的中德中心的机构在运作此事,在全国范围内遴选参会人选(分个人申报、材料初审和面试等环节),最终入选者会得到全额经费资助赴德国参加二周左右的林道大会。

 

陈国颂与1988年诺贝尔化学奖得主约翰·戴森霍费尔(Johann Deisenhofer)在林道会议上

 

  陈国颂说她是在读博后的最后一年(2006年)看到中德中心发出的林道会议活动报名的信息,该活动主要面向对科研有兴趣、也有些成果的研究生。感觉符合条件的小陈就向学校提出申请,通过学校选拔这一关后,小陈到北京参加入选面试(英语),小陈由是经历了自己人生中第一次最重要的面试。面试的结果,陈国颂和其他22名中国学生参加了当年的林道诺奖大会。
 
  在林道逗留的两周时间,第一周是参加林道会议活动,包括各种诺奖得主主讲的前沿科学讲座和主办方安排的晚宴、大型活动,其中还包括一天旅游活动(专门安排一天出游,坐船到岛上)等,主要是主办方为增加各国学生和诺奖大师的交流机会。第二周是德国基金会给中国学生提供的在德国各大科研院所参观学习的机会。回味十年前那次难忘的林道会议,陈国颂感觉印象最深的还是大师们非常强调的研究的兴趣,选课题要追随兴趣,否则很难坚持下去。除了兴趣外,一个人能在科学上走多远还和他(她)原来的教育、经历有关,也就是科学、教育的背景、历练也很重要。
 
  那次和陈国颂一起参加林道会议的中国学生来自复旦、交大、北大、中科大和南开大学等。当时博士期间能出国的很少,跨校的博士生之间的交流也很少,所以大家都很看重这次交流机会,彼此之间至今仍保持很好的联系。

 

博后研究初步奠定糖化学基础

  陈国颂做的第一个课题是在博士早期从师姐那里接手的,是从合成小分子来进行包载药物紫杉醇的实验,这是一个和抗肿瘤药物有关的交叉学科课题。实验中需要进行细胞实验来证明合成小分子对药物的可控释放作用。初涉生命科学还是让小陈体味到了生命科学的精妙,这个十几年前的实验使她对生命科学产生了兴趣,这种兴趣影响到以后她的博士后方向的选择,她没有选择自己更擅长的超分子化学,而是选择了从与生命科学相交的角度去探索,并由此走上了与糖化学交叉这一科学研究之路。
 
  博士毕业后,陈国颂于2006年8月去了美国有畜牧农业州之称的爱荷华州州立大学糖化学实验室做博后。小陈说她当时就是冲着糖与蛋白之间的分子识别作用,而糖化学能帮助她进入这个领域。在两年零几个月的时间里,陈国颂在导师的指导下独立完成了两个课题,第一个是建立了一个用微阵列手段来检测糖与蛋白的相互作用的新方法。第二个是通过微阵列实现了用她自己合成的寡糖识别了牛血清中的抗体。说起这个工作,小陈至今觉得很有成就感,因为这个实验室以前还没有人用血清样品中的抗体直接做过这样的实验。
 
  遗憾的是这个研究工作因为导师的原因最终没有发表,但小陈说整个过程让她受益良多,让她对糖与蛋白之间的相互作用有了更直观的认识。小陈所在的系里有一个美国科学院退休院士,小陈回国后她的导师有一次和这位院士讲了陈的工作,这个院士专门给小陈来信,对她的这个工作给予很好的评价和鼓励。
 
  两年时间一晃而过,在确定下一步去向时,陈国颂依然初衷不改,回国当老师。由于她先生在上海,所以就想到上海来。正好当年一起去林道的同学是在复旦的,就建议她联系复旦高分子系。这样就和复旦高分子系的系主任联系上,陈的科研背景自然让复旦很感兴趣,如此2008年底,陈国颂就加盟了复旦高分子系。
 
  刚来时陈国颂还是讲师,没有独立的课题组,一开始是加入到江明院士的研究团队。江老师心里也很清楚,这里高分子背景的老师有糖化学背景的不多,再加上小陈有超分子化学的背景,所以就很鼓励她做和这个实验室的主流不一样的有自己特色的工作,并给她经费支持,让她帮着带学生。这样,陈国颂就试着结合自己糖的背景和这里的大分子自组装工作结合,并就此成功申请到了基金委的青年基金。

 

《甜蜜化学》深受学生欢迎

  通识教育课是面向全校非高分子专业学生的课程,需要课程同时具备知识性和趣味性,能够被各种学科背景的同学所接受。到复旦后的第一年,陈国颂就为适应通识教育开了一门名为“甜蜜化学”的选修课。这门课涉及四个部分:糖化学、糖生物、糖历史和糖应用,陈老师告诉我,这四部分中除了糖历史(蔗糖史)与我们日常吃的糖有关外,其余三块都是完全没有甜味的化学意义上的“糖”。
 
  这门通识课是全新的,讲课的PPT及教材都得自己制作。开始为了制作每周两节课的PPT,陈国颂差不多花了整整一个星期的时间。“甜蜜化学”这个课名也是她起的(通识课要起一个好名字)。为了上好这门课,陈老师真的花了不少时间,譬如为“糖历史”这节课,她买来季羡林的两卷本《糖史》,仔细研读。功夫不负有心人。陈老师开设的这门糖化学的入门课受到学生欢迎,一个学生课后留言说陈老师上的课是源于高中化学又高于高中化学。听课学生稳定在90%左右的出席率,由于听讲学生中文科生占了很大比例(通识课程本专业学生是不能选的,90%的听讲学生是非专业的),所以有这样的听课率,让陈老师也心生了一点自豪感。

 

“糖化学”研究为什么重要?

  在我们差不多两个小时的交流中,“糖化学”是出现频率较高的词。事实上,前些年我感觉糖化学、糖生物学曾经在面向公众的科普层面上热过,而这两年似乎又很少听到这方面的信息了,是不是这个领域不重要了或者太难了难有人问津?面对一个专门研究“糖科学”的专家,我赶紧提了这个问题,让陈老师给科普一下。
 
  陈老师这样回答我:糖化学又有生命科学中最后一个前沿这样的说法,这或许是相对蛋白质、核酸之类的大分子,糖的结构要远远比它们复杂。到了上世纪80年代,围绕“糖”的生物学和化学研究才出现了重要突破。人们逐渐认识到细胞表面实际上是由一层较厚的糖层所覆盖,其组成包括糖蛋白、糖脂和蛋白聚糖等。更多的研究揭示了这些糖在细胞微环境中发挥了重要的生物学功能,如果没有它们的作用,细胞、分泌蛋白质、基质和外来微生物等的识别将无法完成,许多重要的生命过程,包括许多疾病(如癌症、艾滋病和其他一些免疫系统疾病)的发生和发展都与“糖”的状态及其功能的发挥与否息息相关。针对肿瘤的研究表明,肿瘤细胞表面糖链的改变是非常普遍的现象,这些改变在肿瘤的发生和转移中一定发挥着重要功能。
 
  在介绍到糖化学和生命起源的关系时,陈老师用了“生命始于甜蜜约会”这样的优雅表述,“最新的研究成果已经证实,孕育生命的受精过程必须通过人的卵细胞表面一个特定的四糖分子与蛋白质(选凝素)的结合才能最终实现。这种结合如果不能正确地发生就不能产生受精卵,而四糖就是一个典型的寡糖结构。”
 
  陈国颂无疑是深深理解“糖”的重要性的学者,这几年她的研究大都与“糖化学”相关,无论是2013年申请到的启明星计划(启明星是陈国颂入职以来申请到的首个人才资助计划,帮助她构建一个人工的糖体系),还是2014年申请到的国家自然基金委的“优青计划”,都与“糖”有关。小陈告诉我,这两个计划大大提升了她的信心,并因此好运相伴,在2014年底被系里破格聘为教授。
 
  “学科交叉”是陈国颂多次提到的另一个词,身在高分子系的陈国颂也在努力把研究糖的一些方法结合到高分子中,因为在她看来,“糖更多是以高分子形式存在,糖的作用离不开高分子的参与,所以这种结合是有其内在的合理性的。”谈到下一步的交叉结合课题,陈国颂说,她愿意在交叉科学研究方面花时间,愿意去接受本专业领域以外的年轻人来一起做一些新的工作,“我现在和医学院、生科院的老师都有合作。我这里现在有免疫学和生命科学的硕士来读博。”
 

江世亮采写于2016年3月22日