一博士生一年内发表《细胞》《自然》两篇论文

左图显示华天正在做实验。(画牛木元)

本报首席记者许

华天解决了三年的困境，一举获得了高精度的数据，她说，从那以后，在任何情况下她都不会放弃希望，“永远不要放弃希望，因为你不知道会有什么惊喜等着你。”

每天沉浸在查阅文件、设计实验和做实验中，从早上7点多到第二天凌晨1点或2点，华天并不觉得辛苦，而是很享受，因为一幅从未见过的蛋白质拼图的画面逐渐清晰起来。

北京时间今天凌晨2点，华天刚刚抵达瑞士的SLS光源，收集新制备的蛋白质晶体的衍射数据。就在那时，《自然》杂志发表了她对人大麻素受体(CB1)和激动剂四氢大麻酚(THC)类似物复合物精细三维结构的研究结果。去年10月，她关于CB1与拮抗剂结合的三维结构分析论文发表在《细胞》杂志上。

这样的成就即使对于一个教授来说也是相当辉煌的，而华天还只是一个博士生。

这门课有多难？这是雷蒙德·斯蒂文斯的“秘密”问题之一，他是G蛋白偶联受体(GPCR)研究的世界领导者。他的几个医生和博士后没能克服它。但是华天只用了三年多的时间就取得了不错的成绩。

起初，雷蒙德决定让华天做这个项目，因为她的博士生导师，上海科技大学人文研究所副所长刘志杰说，如果有人能完成这个项目，那一定是华天。

这个又小又瘦又害羞的陕西女孩到底是怎么做到的？

平滑？不是从头到尾

取得如此辉煌的科研成果后，华天在记者面前并没有看到任何喜悦，他说一切都平淡如水，包括发表在《自然》杂志上的论文。

事实上，她最开心的时刻是在2016年4月，当时她的弟弟通过微信告诉她，她的水晶从日本的Spring-8同步辐射X射线源获得了2.9埃的高精度数据。那天，华天放弃了实验——她的大脑一片空白，她原本稳定的双手激动得发抖，幸福的泪水模糊了她的视线...

“别人做的题目，再难，再坏，总有一个顺利的时候。但这个话题从头到尾都很难。”一提到那一刻，宁静的美和甜蜜终于丰富了表达。2013年初，她被来自中国科学院生物物理研究所的导师刘志杰带到上海，成为生物物理研究所和科技大学联合培养的研究生。同时，她也接手了这个课题。

当时，华天没有想到题目会这么难。“每当一个难题得到解决时，总有希望黑暗的过去就是黎明，但黑暗的过去仍然是黑暗的，几乎没有希望。”仅用了两年时间就获得了蛋白质晶体，但每次第三代同步辐射光源收集衍射数据时，并不总是获得理想的结果——对于结构生物学来说，这意味着完全忽略了失败，一切都是从零开始的。

华天回忆说，当她最终获得足够的大麻素受体蛋白晶体后，她满怀希望地等待去日本光源收集数据的同学告诉她结果。回答是“失败”那次，她一整天都不能做实验。第一次失败可以指望第二次失败，但残酷的是，一次又一次，八次又十次——所有可以想象的方法都被尝试过，所有可以咨询的专家都被咨询过。真的没有出路吗？

她不仅放弃了好几次，就连刘志杰也几乎想放弃。但是雷蒙德说，当然！就在这座山快要耗尽的时候，华天突然问，用于表达蛋白质的细胞系是否可以从最初的昆虫细胞系变成哺乳动物细胞系，因为后者可能更接近人类大麻素受体。出人意料的是，这一替代方案打破了三年的困境，一举获得了高精度数据！华天说，从那以后，她在任何情况下都不会放弃希望，永远不要放弃希望，因为你不知道什么样的惊喜等着你。

喜欢它！并非所有的痛苦都变成了痛苦。

如果我们再做一次，华天会接手这个话题吗？她毫不犹豫地说，是的！因为经历越困难，尽管痛苦，你得到的就越多。例如，你将学习各种想法和方法。这是你在好时光里得不到的奖励。"只有真正努力过，才能意识到努力工作的价值。"她说。

然而，这并不是华天结束大麻素受体话题的真正动机。她能忍受无休止的考验和失败的原因是因为她“喜欢”。

在北京科技大学读大二的时候，华到实验室帮助大四的兄弟姐妹们看实验教材里是怎么做的。在大三的时候，她联系了刘志杰的实验室，在不到三个月的时间里学会了所有的实验室操作。刘志杰说，这改变了他对华天平淡的第一印象。从那以后，他给了华天一个中等水平的任务来发挥她的潜力。我不认为她在高三毕业前真的这么做了，并为一本好杂志撰稿。华硕博联刚进学校时，这篇论文就发表了——她已经达到了博士毕业的要求。为了鼓励研究生挑战世界级的问题，生物物理研究所设计了这样一个系统:博士毕业的条件非常低，即使挑战失败，毕业也不会受到影响。

因此，当华天接手这项任务时，他完全是为了自己的利益而接受挑战。每天沉浸在文献复习、实验设计、实验中，从早上7点多到第二天凌晨1点或2点，她并不觉得辛苦，而是因为一幅从未见过的蛋白质拼图逐渐清晰和快乐。

“你知道吗？当我看到CB1的三维结构时，我非常惊讶！”华天说到这里，他的眼睛闪烁着像一个好奇的孩子贪婪地看着美丽的风景。“去年10月，我们解决了CB1，但被对手平息了。它的口袋很宽，但这次它是处于兴奋状态的CB1。它的外观完全不同！但是我们只为它拍了两张照片，一定有更多的姿势！你不觉得大自然很神奇吗？”

创新？踏踏实实、一丝不苟的每一步

在弄清了CB1与拮抗剂结合的结构后，华天希望尝试CB1与激动剂结合的结构——这比前者更困难。因为拮抗剂“睡眠”蛋白质，所以更容易整齐地结晶蛋白质。因此，大多数已解决的GPCR结构与拮抗剂结合。激动剂就像让一群孩子淘气。将这些蛋白质排列成纯净的晶体更加困难。

当时，他们的合作者，东北大学教授亚历克斯对华天说，“那你就不得不把毕业推迟几年。”但是华天只用了不到一年的时间就完成了。这怎么可能？

华天说，由于前期的积累，他积累了经验。有那么简单吗？刘志杰说，这是华天的突出之处。她的创造力体现在每一步的踏实和一丝不苟，几乎到了极点。

生命科学是一门实验科学，总有一些不可预测的因素影响着实验，但华天的实验几乎是100%可重复的。蛋白质结晶前，有许多步骤。华天每次都得到几乎相同的结果，甚至96孔板上晶体生长的位置也是一样的。刘志杰说:“这表明她的每一步操作都非常准确，排除这些意外和不可控制的因素，她一定花了很多精力来优化实验设计。”但是华天说她只是想节省时间，不想因为不确定的因素而返工。包括实验记录，即使她那天又累了，她也会及时组织和记录关键数据。

华天有一个梦想，那就是从分析蛋白质结构开始，一直制造出对公众有益的药物。刘志杰表示，他们决定为华天设计一条不同寻常的发展道路——不再继续做博士后，而是继续在人类研究所进行CB1相关研究，利用张江的新药研发平台开发新药领域。另一方面，他和雷蒙德为华天提供资源，支持她继续前进。