2018年2月1日,我收到一封来自欧洲分子生物学组织(EMBO)现任主席Maria Leptin的邀请信,邀请海德堡获得欧洲研究理事会(欧洲十年前建立的重要基金组织)研究基金的人出席晚宴,欢迎欧洲研究理事会主席率团3月1日访问海德堡。
信里特别注明的一行信息引起了我的注意: “我们很荣幸的宣布,Christiane(Janni) Nüsslein-Volhard(克里斯蒂亚娜•纽斯林-福哈德)教授已经同意做晚宴报告。”
晚宴举办地是卡尔王子宫酒店(Prinz-Carl-Palais),是曾经来海德堡访问的历史名流(歌德,马克•吐温,俾斯麦,茜茜公主等)的聚餐地。
当晚,最亮眼的明星无疑是年近76岁的纽斯林-福哈德,她将近一小时漂亮而深刻的科学报告几乎让人忘记享用美食。可贵的是,她的报告思路清晰,工作原创性十足,她一直列席晚宴至深夜而不见疲态。在报告开场白中,她道明了为何接受邀请,因为去年有幸拿到了ERC研究基金的支持,得以继续维持自己在马普图宾根发育生物学研究所的研究组,而这之前她本来已经不得不退休。
纽斯林-福哈德1942年10月20日出生于二战中的德国,在父母五个孩子里排行老二。父亲是建筑师,母亲擅长艺术,祖父是法兰克福医学教授。纽斯林-福哈德在法兰克福南部长大,家里有一个大花园,附近就是森林。战后的德国物质匮乏,纽斯林-福哈德的父母十分能干,他们给孩子们手工制作了很多玩具和书籍,也教会孩子自己缝制衣服。她的父母对于孩子们的事情时常表现出很大的兴趣。
她还记得和父亲讨论歌德的学术论文,对她的发展有着积极影响。父母都擅长音乐和绘画,这也影响了她的兄弟姐妹,他们后来的工作很多都和音乐艺术相关。而纽斯林-福哈德对居住于海德堡的外婆(Lies Haas-Möllmann)印象尤其深刻,因为外婆是一位非常有天分的画家,对纽斯林-福哈德也有很大影响。不过亲近大自然的她从小喜欢生物学,自称12岁就决定成为生物学家。之后她也是家里唯一的科学家。
纽斯林-福哈德的中学成绩一般,对学业不甚上心,经常不完成家庭作业,其自我评价为懒惰。她的高中老师在毕业评语中写道:“纽斯林-福哈德的天赋不错,但她的表现完全取决于兴趣。对不感兴趣的学科,她表现出经年累月的懒惰;对感兴趣的学科,她的表现远远超出了学校的要求标准。总的来说,她的天赋高于平均,有强的批判性思考和判断能力,并且有独立从事科学工作的才华。”这种评价对她来说可以接受,而且事后看来竟非常准确。
1964年夏天,图宾根大学开设了当时德国唯一的生物化学讲座系列,纽斯林-福哈德赴图宾根参加了这项课程,接受了全面的生物化学训练。那是德国最早涉及分子生物学的课程。自1953年沃森和克里克发表DNA双螺旋结构以后,分子生物学进入快速发展期,1960-70年代,正是中心法则被不断完善和广泛接受的时代。以Heinz Schaller(1932-2010)为首的科学家,在德国较早开设了分子生物学课程。
纽斯林-福哈德感受到分子生物学的魅力,决定跟随Heinz Schaller做博士研究。
Heinz Schaller是分子生物学和病毒学(特别是乙肝病毒)研究领域的权威,曾获得病毒学领域最高奖项罗伯特·科赫奖(Robert KochPrize)。他发现了乙肝病毒复制机理,参与测定乙肝病毒序列,是乙肝疫苗研发得以实现的关键科学家。
他最早在图宾根教授分子生物学,之后和Herman Bujard(Tet On/Off系统发明人)在海德堡大学建立了德国第一个分子生物学中心(ZMBH)。之后欧洲分子生物学实验室(EMBL)选址海德堡也与此有关。
Heinz Schaller育人有方,培养的学生里有像纽斯林-福哈德一样的诺贝尔奖获得者,也有罗伯特·科赫奖和拉斯克奖(Lasker Prize)获得者、海德堡大学和德国癌症研究中心教授、治愈丙肝病毒感染的Ralf Bartenschlager, 还有克隆了生长激素基因和很多神经递质及受体基因的神经科学家、海德堡马普分子医学所长Peter Seeburg(1944-2017)。
另外,Heinz Schaller注重临床转化研究,是著名医药公司Biogen的共同创始人。他身家颇丰,但与夫人、神经科学家Chica Schaller决定,将钱悉数捐出,成立了以他们名字命名的基金会,专注于支持青年科学家的发展。笔者有幸获得该基金会的2014年青年科学家奖。
师从Heinz Schaller是纽斯林-福哈德职业生涯重要的一步。她是Heinz Schaller的第一位博士生。
她回忆说,Heinz Schaller更像化学家,非常注重实验中定量及完成反应。她的博士论文是现在实验室常用的分子生物学实验:纯化RNA聚合酶并确定其在DNA上的结合位点,继而研究基因启动子的结构。这项工作在《自然》杂志发表。不过,这篇论文中,纽斯林-福哈德是第二作者。
多年后接受《纽约时报》记者采访时,她说这与当时学术界女性地位相对较低有关,虽然论文的大部分工作由她完成,但导师劝说的理由是另外一位男同事因职业发展更需要文章。尽管之前欧洲出现过玛丽·居里、Emmy Noether等卓越的女性科学家, 但在1970-80年代,女性的科学地位依然很低,被认为不适合从事科学研究。当时西德大学教授席位里女性的比例低于5%,大学生女性数量约30%,低于东德。
1975年,纽斯林-福哈德拿到EMBO的长期博士后研究奖学金项目,来到了巴塞尔。巴塞尔那段时光对于纽斯林-福哈德来说非常令人难忘,她终于可以做自己梦想的研究,那是她第一次国际研究经历。Walter Gehring的实验室聚集了很多慕名而来的国际学者,包括纽斯林-福哈德的长期合作伙伴、同获诺贝尔奖的Eric Wieschaus(艾瑞克·魏肖斯)。
魏肖斯是土生土长的美国人,曾师从耶鲁大学果蝇遗传学者Donald Poulson。不同于摩尔根学派的成年果蝇表型分析,Donald Poulson另辟蹊径地描述了果蝇胚胎的发育过程,并最早鉴定出胚胎表型异常的果蝇突变体(Notch)。魏肖斯在耶鲁大学接受了顶尖的果蝇胚胎发育的基本训练。
博士第二年时,他为了躲兵役而到达瑞士,跟随Walter Gehring从耶鲁到巴塞尔,强化了果蝇胚胎发育研究的训练。
纽斯林-福哈德到达巴塞尔时,魏肖斯还有两个月毕业。勤学好问的纽斯林-福哈德如饥似渴地向魏肖斯及其他同事学习果蝇胚胎技术,结下了深厚的友谊。魏肖斯离开巴塞尔之后在苏黎世做博士后研究,继续研究果蝇的发育,同时保持和Walter Gehring实验室的合作。
1978年,John Kendrew通知纽斯林-福哈德和魏肖斯,邀请他们到EMBL共同运作独立研究组。两位都很开心地接受了这个工作。但没人透露过EMBL决定招募两人到海德堡工作的决策过程和原因。兴致满满地来到位于海德堡王座山上的EMBL,等待他们的是一间非常小的共用办公室以及共有的技术员。于是,原本计划独立开展研究的二人决定开始同一个课题,即通过遗传筛选寻找调控果蝇发育的关键基因。
1980年,二人在《自然》杂志发表了第一部分筛选结果,之后的结果也被陆续整理发表。二人称这次筛选为“海德堡筛选”,称这139个基因为“海德堡基因”。►1980年“海德堡筛选”第一篇论文发表在《自然》杂志,图为同期杂志封面,中间为正常的果蝇胚胎,两侧为两个突变体。
1995年,纽斯林-福哈德、魏肖斯和Edward Lewis被授予诺贝尔奖。Edward Lewis研究的是果蝇双胸突变复合体,于1978年在《自然》发表的论文里提出了相关发育模型。有趣的是,1991年,有诺贝尔奖风向标之称的Lasker奖只颁给了纽斯林-福哈德和Edward Lewis。
在科学巨星云集的诺贝尔奖大国德国的历史上,纽斯林-福哈德是至今唯一的女性诺贝尔科学奖获奖者。她的工作的重要价值再加上杰出女性科学家的稀缺,让没有很强诺贝尔奖情结的德国民众视其为德国的国宝。
令人丝毫不意外的是,对生物学有强烈兴趣而又想法独到的纽斯林-福哈德,并没有停留在“正常的”研究生涯,比如像魏肖斯一样继续分析果蝇发育基因、解析发育机理。在一片怀疑和嘲讽中,她在职业生涯后期又来了一次华丽转身:开始用斑马鱼做遗传筛选,研究无人问津的动物皮肤的图案。
在笔者参加的晚宴报告里,她提到自己的研究组从基本的细胞形态和分类做起,一步步做到了大规模遗传筛选及单细胞在体谱系的高精度示踪,最终提出了斑马鱼体表颜色图案形成的分子调控模型。该研究的原创性再一次让人叹服。更让人惊叹的是,主持人Maria Leptin还提到,纽斯林-福哈德还是厨艺大师,除了出版科普书,还出版了一本做菜的书。到海德堡的前一天,她还刚刚开了一场音乐会。据说她的画也很不错。
她还建立了一个私人基金会,专门支持有孩子的青年女科学家……
在诺贝尔奖晚宴上,纽斯林-福哈德引用了德国文豪、大科学家歌德的诗句(出自诗歌Die Metamorphose der Tiere,动物的变态),请允许我试作翻译,将其作为本文结尾:Alle Glieder bilden sich aus nach ewgen Gestzen und die seltenste Form bewahrt im Geheimen das Urbild 天生万物兮,亘古一理 世有异型兮,留本存元