探尋膜蛋白生理奧秘

　　2007年10月，受清華大學醫學院創辦者趙南明教授之邀，結束博士後研究的顏寧回到母校，建立了自己的實驗室，帶領幾名本科生和低年級博士生，向膜蛋白這個充滿挑戰的前沿領域進發。

　　『細胞是最基本的生命單元，細胞內還包括具有特定結構和功能的細胞器，如線粒體、葉綠體等。』顏寧解釋說，細胞和細胞器是由周圍包裹著的生物膜界定的，這層薄膜主要由鑲嵌了蛋白質分子的磷脂雙分子層組成。脂質雙分子層在細胞或細胞器周圍形成一道疏水屏障，將其與周圍環境隔離起來，糖、氨基酸、離子、藥物等大部分的親水性化合物要想通過這道疏水屏障，都必須依靠一類特異膜蛋白——膜轉運蛋白(包括通道蛋白)的介導。

　　『因此，轉運蛋白在營養物質攝取、代謝產物釋放以及信號轉導等細胞活動中起著重要作用，大量疾病都與轉運蛋白功能失常有關；在藥物研制中，轉運蛋白還是諸如抗抑郁劑、止痛劑等許多藥物的直接靶點。我們的研究，就是用結構生物學等各種生物物理和生物化學方法，解析轉運蛋白的分子結構和工作機理，揭開微觀生命活動的奧妙。』

　　『剛開始建實驗室的時候，我都快瘋掉了。』顏寧笑著說，那時候真是『白手起家』：裝實驗臺、訂購儀器試劑、手把手教學生做實驗……其曲折之多、進展之慢，讓急性子的她直抓狂。『大約有半年的時間我都異常焦慮，後來一切步入正軌後，就順暢得多了，感覺做實驗跟國外沒什麼區別。』

　　『跟國外沒什麼區別』的，還有科研上的高產。自2007年至今，顏寧實驗室或獨立或合作，在《自然》、《科學》、《細胞》等三大頂尖學術刊物上發表論文5篇，解析了5個新型的膜蛋白結構，初步揭示了它們的功能機理，取得了一系列突破性進展。其速度之快、水平之高，令國內外同行刮目相看。2009年，她與施一公實驗室合作在《自然》發表論文，闡述了甲酸鹽轉運蛋白的三維結構，發現了類似水通道的膜蛋白的存在形式。

　　同年，她在《自然》子刊上發表了關於植物激素脫落酸受體PYL蛋白的結構及其生物學機制；這一發現與同年歐美、日本的同類研究成果一起入選《科學》雜志評選的『2009年科學十大進展』。

　　2010年、2011年，顏寧領導的科研小組，在《自然》發表2篇論文，分別揭示岩藻糖和尿嘧啶兩種營養物質的轉運蛋白的晶體結構，為質子共轉運蛋白的結構和機理研究做出了重要突破。

　　2012年1月，顏寧與施一公、美國普渡大學朱健康教授合作，在《科學》發表論文，揭示了轉錄激活因子樣效應蛋白(TALE)特異識別DNA的分子機理。

　　『這一發現非常讓人激動！』顏寧的興奮之情溢於言表，『之前我們一直在做非常基礎層面的研究，距離實際應用比較遠，但這次的發現具有廣闊的應用前景。』

　　顏寧解釋說，『TALE是一種植物病菌進入宿主細胞的受體蛋白，它的結構不僅漂亮，而且非常特別：如果把它的某個特定位置的一個氨基酸變一變，它就能識別不同的DNA鹼基。也就是說，這個蛋白與DNA序列有特異的對應關系。這類蛋白對治療重大疾病提供了新的工具。比如艾滋病病毒，它進入人體細胞是需要受體蛋白的，如果能把某個特異受體蛋白的基因敲除掉，這個細胞就可以免受病毒的感染——TALE為基因敲除提供了更為特異和便捷的手段。』