2017年10月，弗朗西斯和赵惠民在后者组织的一场会议上。（图片由赵惠民提供）美国时间10月3日早上，第一时间得知弗朗西斯·阿诺德获得2018年诺贝尔化学奖的消息后，赵惠民曾尝试向恩师道贺，但直到十一点才和她取得联系。彼时弗朗西斯正在达拉斯机场，准备赴德克萨斯大学西南医学中心做报告。结果，她的行程也因为得奖而发生了变化。
受进化力量的灵感启发，今年诺贝尔化学奖的获得者们，以相同的原理——遗传变化和选择，开发新的蛋白质，以解决人类在化学和制药工业中的难题。美国科学家弗朗西斯因为在酶的定向进化领域做出了开创性的工作，与开发噬菌体呈现技术的另外两位科学家一起被授予这一奖项。
赵惠民毕业于中国科学技术大学，曾是弗朗西斯在加州理工学院的学生，现为美国伊利诺伊大学香槟分校化学和生物分子工程学系Steven L. Miller讲席教授和合成生物学中心主任。在瑞典皇家科学院公布的《2018年诺贝尔化学奖科学背景》、《酶和蛋白结合的定向进化》的参考文献中，有五篇重要论文的作者中都出现了他的名字（其中四篇为第一作者）。
近日，《赛先生》采访了赵惠民教授，根据他的回忆整理了他和老师弗朗西斯之间的难忘往事。1992年11月，我加入弗朗西斯的实验室。那时她才刚刚成为副教授，组里只有十五六人。当时组里绝大部分人做的是分子识别和二维结晶，只有我和其他三个人在做蛋白质工程。我是弗朗西斯在定向进化方向的第一个博士研究生。现在想也是很幸运，我在正确的时间，来到了正确的地方。
之前我在中科大做的是分子动力学模拟，用分子动力学模拟的方法来设计药物，往往拿自己的计算结果和别人的实验结果对比，但有时候却找不到什么实验结果。当时觉得做计算化学这一块比较受挫，于是希望能够向实验方向发展，亲自动手做出结果，再做理论研究也可以，对吧？我选择了加州理工。加州理工在实验方向上有很多选择，其中不少大牌老师。
那时的弗朗西斯只是一个默默无名的副教授，实验室没有多少学生，她很严厉，曾经开除了好几个化工系的学生。刚加入实验室的时候，弗朗西斯给了我一个手稿，是一个叫陈克勤的学生写的，当时还没有发表。陈克勤是她之前的一个中国博士后，待的时间并不长。我来的时候他已经走了，中间可能差了几个月。诺贝尔奖材料上也写到了他（在弗朗西斯1991、1993年早期为这一领域奠定基础的文章中，陈克勤是其中两篇的第一作者）。
弗朗西斯给我看了陈克勤的手稿，让我继续跟进这个课题。陈克勤的研究加强了枯草杆菌蛋白酶在有机溶剂中的活性。枯草杆菌蛋白酶是一个水解酶，它能够切断多肽或者蛋白质分子。我当初想的是做逆向反应：能不能在有机溶剂中间做逆向催化，用枯草杆菌蛋白酶来做多肽合成？一开始这个课题做了好几年，做的结果都不怎么理想。我一直在挣扎着该怎么办。
这个方向很有挑战性，陈克勤原来是做酶的水解，我做的是合成，相当于探索新的蛋白质功能，自然比较难做了。1996年，我们专门做定向进化的几个人每个星期都会到学校食堂边上一个叫Red Door Cafe的咖啡馆，大家坐下来聊新的实验方法和结果，那段时间非常激动人心，非常难忘。1995年10月发生了我比较难忘的一件事。弗朗西斯大概怀孕9个月，肚子挺大了。
当时圣地亚哥要召开一个国际酶工程大会，她因为怀孕临产，不能开车，就问我能不能开车载她去。我本来也要参加会议，正好可以顺道载她。那时候我的车是个二手的破车，没有空调，你知道洛杉矶很热，我就问她有没有问题？她说没问题。从洛杉矶到圣地亚哥有两小时车程，我们在路上聊了很多，她问我为什么要到加州理工念书，也告诉我她以前读书的故事和家里的情况。平时工作只谈研究，是不会说这些的。
但那一天的谈话让我觉得，她其实并不是一个那么严厉的人。到会场后，她把作为学生的我引荐给了一些很有名的教授。回去之后，她还专门给了我150美元作为路费。我觉得没什么必要，但她认为这是我应该得的。
2011年，弗朗西斯获得了美国工程界的最高奖Draper Prize。颁奖仪式在华盛顿召开，她邀请了很多人，我作为她以前的学生也在其中。那次我见到了她的父亲。她父亲威廉·阿诺德是一个有名的核物理学家，在西屋电气工作。他43岁当上了美国工程院院士，正巧弗朗西斯也是43岁当了美国工程院士。弗朗西斯常说，他们父女是“同一年”当的工程院院士。
1992年我进实验室的时候，十五六个人中只有四个人在做蛋白质工程的课题。弗朗西斯意识到了这是一个很有前途的领域，招了很多人。1998年我离开时，整个实验室都在做和定向进化相关的蛋白质工程。2013年美国华盛顿，弗朗西斯获得国家科技创新奖。中间为弗朗西斯，右一为赵惠民。在弗朗西斯获得2018年诺贝尔化学奖之后，她邀请赵惠民一同前往参加12月于斯德哥尔摩举办的诺贝尔奖颁奖典礼。
毕业时，我面临两个选择：是去工业界还是做博士后。当时弗朗西斯组里只有两个博士后出来做了教授，做的都是纯化学，去的学校也不是非常好。虽然弗朗西斯那时候鼓励我申请教授职位，但看了师兄师姐的经历，我发现成功的很少，觉得可能申请不到。后来美国陶氏公司的一个科学家来到弗朗西斯的组里，向我学习定向进化的技术，并给了我一个工作机会。
我当时对美国的情况不了解，以为在公司里面也可以做很多研究、发表文章，结果去了才发现不是那么回事。公司里有很多限制，它不太鼓励员工做基础研究和发表文章。实验不用重复很多遍，拿一些好的数据，只要结果可行就可以了。它更侧重产品开发。我在那边工作了两年，觉得公司里面没有学术自由，就在1999年底申请了教授职位，2000年7月到了伊利诺伊大学。
我在学术生涯中学到最重要的一课是，成功的科学家们都发自内心地热爱自己的研究。尤其对于年轻研究者来说，着眼于最关键的问题并且进行原创研究，是非常重要的。在过去十年里，我与许多诺贝尔获奖者见过面，他们无一例外都对自己工作保持高度的热情，并且全身心致力于做出出色的成果。