顶科之约 | 大江东—走近科学大咖④格雷德：好奇心和怀疑态度，“这是创造新事物的关键”
“基础研究揭示事物的基本原理，而应用研究能够将其转变为能够影响人们健康的实际应用，两者缺一不可。”10月25日，在上海出席2024世界顶尖科学家论坛的诺贝尔奖得主，加州大学圣克鲁兹分校的分子、细胞与发育生物学杰出教授卡罗尔·格雷德（Carol Greider）在回答大江东-复旦融媒体创新工作室提问时说。
格雷德这次来到上海，日程安排非常紧张。我们对她的采访见缝插针，有时在她接受电视采访前的化妆间里，有时在她赶往下一个活动的路上。在我们眼中和蔼如邻家阿姨的她，回答问题时表情一直恬淡柔和，但当谈及科研话题时总会露出愉悦的神态：“科学研究总是充满新奇，充满惊喜。科研就像是在解开一个个谜题，令人兴奋。”
格雷德教授在顶科论坛开幕式作主旨演讲。图：WLA上海中心
“人工智能将带来更多革命性发现”
生命体的衰老可以追溯到分子生物学的微观层面，其中影响细胞生存与衰老的重要结构是端粒。
端粒是位于染色体末端的DNA序列，有着保护染色体末端、维持染色体长度的重要功能。而格雷德在1984年所发现的端粒酶是维持端粒长度的关键，它可以延长端粒，从而帮助细胞维持分裂和正常功能。
由于发现端粒酶，格雷德与导师——加州大学旧金山分校伊丽莎白·布莱克本教授和哈佛医学院杰克·绍斯塔克教授共同获得2009年诺贝尔生理学或医学奖。
在这一领域，格雷德深耕40年，致力于理解端粒如何维持染色体与细胞衰老的机制。在2024世界顶尖科学家论坛上，格雷德发表主旨演讲，带来了这一领域的最新发现：“我今天要讲述一个故事，一个关于好奇心驱动的科研故事。演讲的重点是端粒，以及新技术如何带来新的疾病治疗方法。”
她和团队利用纳米孔测序这一新技术，揭示了端粒长度在不同染色体末端的特异性分布。这一发现挑战了已有的科学共识，进一步揭示了端粒长度在基因组中的独特分布特性，并可能为癌症及退行性疾病的治疗提供新思路。
在一篇文章中，格雷德提到，这一新发现意味着人类对端粒长度调节机制还没有充分的理解，而理解端粒长度调节机制的重要性在于，端粒长度对人类健康至关重要——端粒过短可能导致与衰老相关的退行性疾病，过长则可能增加罹患某些癌症的风险。
在化妆间，被问及这一新的研究时，格雷德解释说：“我们想要了解，为什么在不同染色体末端，端粒长度会有所不同？理解这点可以帮助我们确定为何会发生这种情况，然后可能改变疾病的治疗方法。”
“新技术带来新见解。”在谈到人工智能对科研的影响时，格雷德认为，人工智能技术“在分子生物学领域产生了巨大影响”，特别是在无法仅凭序列确定蛋白质结构的领域。
“这是生物学的一场革命，我预计人工智能将带来更多革命性发现。”格雷德说，“我期待看到人工智能将如何影响端粒长度的研究。”
格雷德教授在演播室化妆间接受大江东-复旦融媒体创新工作室采访。蒋子怡、张思源摄
“发现端粒酶那天，我回到家开心地跳起舞来”
1984年的圣诞节，格雷德还是一个23岁的分子生物学博士研究生。她像往常一样，走进加州大学伯克利分校地下实验室，检查一周前她进行的实验有无结果：她尝试寻找一种可以延长端粒的酶的证据。对这种酶的寻找，已持续多年。
这一天的发现，将在多年后为她带来诺贝尔奖。
早在20世纪70年代初，前苏联的生物学家奥洛夫尼科夫和美国分子生物学家詹姆士·沃森指出染色体“末端复制问题”：缺乏染色体末端复制的方法，染色体会随着细胞的分裂而缩短，最终导致细胞衰老和死亡。
当时，格雷德的导师布莱克本与其导师约瑟夫·加尔对嗜热四膜虫染色体末端的研究发现，染色体末端由简单、重复的DNA序列构成，“末端复制问题”的答案开始揭晓。布莱克本与绍斯塔克一起确定，这些重复序列使染色体稳定并防止染色体受损。他们预测存在一种酶，可以将这些序列添加到染色体末端。而当时格雷德的任务，便是检验是否存在这种新的酶。
1984年圣诞节这天，格雷德在实验胶片上看到她所期待的端粒序列添加的模式，表明的确可能存在一种能够在染色体末端添加特定DNA序列的酶。作为一个“天生的怀疑者”，欣喜之余，格雷德还是发出了疑问：“我看到的究竟是什么？这真的能证明新的酶的存在吗？”
经过9个月验证，她与导师布莱克本终于得到答案。后来，她们将这种新发现的可以延长端粒的酶命名为端粒酶。
格雷德在采访中回忆起找到证据的那一天：“我回到家，打开音乐，开心地跳起舞来。”
格雷德教授在实验室。图片来自网络
“多样化的团队能够带来更好的决策”
节目录制结束，格雷德匆匆前往下一个地点，在路上和我们边走边聊，就像是利用课间和学生讨论问题。被问及如何看待科学领域的性别平等，她思考了一下说：“情况正在改善，但进展太慢了。”
作为一名女性科学家，格雷德很早就在关注女性在科学领域代表性低的问题，有意识地为提升女性科学家的可见度而努力。她还参与提出一系列以预防和应对生物医学科学领域内性骚扰问题的建议和策略，也是2019年《科学》杂志论文《增加STEM研究人员的性别多样性》的第一作者，呼吁消除女性在科学领域面临的障碍。
端粒研究是格雷德帮助开拓的领域，这一领域女性科学家居多。她把这归因于“创始人效应”：细胞生物学家约瑟夫·加尔支持女性在科研领域的发展，是他最初招募格雷德的导师布莱克本到他的实验室工作，从而开创了一个能够吸引和支持女性加入科研的正反馈循环。
2009年，当格雷德出席约翰斯·霍普金斯大学为她举办的诺奖新闻发布会时，她带着她的孩子——13岁的查尔斯和9岁的格温多林。“有多少获得诺贝尔奖的男人，他们的孩子和我的一样大，而他们的孩子却不在照片里？这很能说明问题。”她说。
格雷德认为，在科研领域的性别平等方面，需要采取多种途径使人们聚到一起，“多样化的团队能够带来更好的决策”。她说，“如果团队成员都彼此相似，他们解决问题的想法也会相同。如果团队成员各不相同，会有不同的想法，你就能更接近正确的答案。”
格雷德教授在顶科论坛现场。图：WLA上海中心
“不要害怕去挑战已经建立的东西”
“您投身端粒和端粒酶研究已经几十年，是什么激励着您如此长时间的投入？”
听到这个问题，格雷德的眉毛抬了抬，嘴角微微上扬，暖黄的补光灯从她眼中反射出点点光亮。
“因为总有一些新事物出现。”格雷德的重音落在“新事物”上。
“好奇心”，是格雷德科研道路的北极星，驱动着她不断探索她所着迷的研究问题。她出于好奇心而去做端粒研究，并全力探究当下最吸引她的、最有趣的问题，“每当我们做实验时，当你认为你已经回答了一个问题，就会有三四个新问题冒出来。”
获得诺贝尔奖时，她强调这一认可凸显了“纯粹好奇心驱动的发现”的价值，“当时并不知道我们的研究会对任何特定疾病产生影响。我们只是对细胞生物学的基本问题感兴趣”。
为何好奇心如此重要？“因为那是我们发现新事物的方式。”格雷德说，“如果没有追随你的好奇心，就只会发现已知的东西，而好奇心能够把你的思维带到新的地方。”面对学生职业选择的困惑，格雷德鼓励学生们坚持自己的热情：“坚持让你感到兴奋的事情，总是一个好主意。”
面对后来者在科研方面可能遇到的问题，格雷德给出建议——“坚持不懈”。她说：“科研不顺利也不要害怕，大多数实验都不会成功，关键是继续前进，进行下一个实验，不要担心它没有成功。”
格雷德建议要多与人交流，“人不可能自己知道一切，通过和人交流，可以从不同的人那里获得不同的意见，会让你知道你是否在正轨上。”
她和我们穿行在顶科论坛会场，对年轻一代表达了期望：“对新事物保持兴奋，但同时也要持怀疑态度。不要害怕去挑战已经建立的东西。这是创造新事物的关键。”
报道统筹：李泓冰
采写指导：复旦大学新闻学院教师窦锋昌
采访写作：复旦大学新闻学院学生孙素颖、张思源、蒋子怡
内容来源：大江东-复旦融媒体创新工作室
编 辑 | 秣 马
责 编 | 小 文