生物学家|4岁跻身于世界顶尖生物学家( 三 )


在拿到全奖进入哈佛大学后 , 张锋主修化学和物理学 , 还在庄小威的实验室进行流感病毒研究 。其研究成果在2004年发表在顶级科学期刊 , 描述了流感病毒是如何进入细胞的 。而这项发现的关键点便是张锋最早在爱荷华接触的水母荧光蛋白 。
在实验室 , 张锋就有点像茱莉亚查德(译者注:Julia Child , 美国著名厨师 , 畅销食谱作家 , 并主持厨艺电视节目) , 总能创作出奇妙的东西 , 但也常常出现把火鸡掉到地板上的实验室版本(译者注:茱莉亚查德曾在一次电视直播厨艺节目中不慎将一只火鸡掉到地板上) 。有一次 , 做有机化学实验 , 他忘了把酸加入热反应是一大禁忌 , 结果“所有东西变成泡沫然后在化学安全柜里炸开” , 张锋回忆说 。他和实验室的搭档仓皇而逃 。
另一件事对张锋有着更为持久的影响 。他有一位好友曾患上严重的抑郁症 , 张锋花了很长时间帮助他 , 确保他不会自杀 。然而 , 这位朋友深陷抑郁深渊 , 最后不得不从哈佛大学休学一年 。张锋深受触动 , 并决定献身科学以研究更好的疗法治疗精神疾病 。
爱因斯坦以一年内发表五篇划时代的论文闻名于世 , 而张锋也即将踏上几乎同样的高产之路 。2004年6月从哈佛大学毕业后 , 张锋到斯坦福大学读研究生 , 加入了正在崛起的年轻的神经生物学教授卡尔戴瑟罗特(Karl Deisseroth)的实验室 。他们两人和另一位研究生爱德博登(Ed Boyden)共同发明了光遗传学:他们让感光蛋白进入神经元 , 通过光激活特定的神经回路 。张锋的贡献是开发了一套系统 , 即使用病毒作为载体将外源基因导入神经元 , 从而让基因表达生成感光蛋白 。
2007年 , 在接受某采访人员采访前 , 戴瑟罗特让张锋在实验老鼠的运动皮层神经元导入感光蛋白 。果然 , 光激活了神经元并让老鼠转圈行走(视频链接
https://www.youtube.com/watch?v=88TVQZUfYGw) 。今天 , 光遗传学被认为是神经科学领域的一项重大成就 , 全世界研究人员都使用它来定位多种疾病的神经回路 , 包括精神分裂症 , 抑郁症或自闭症 。
拿到博士学位以后 , 张锋“开始思考怎样才能轻松将基因插入到动物细胞中” , 和在光遗传学中运用的方法一样 , 但是适用于任何动物和任何基因 。2009年 , 他拿到了哈佛大学独立研究员(Harvard’s Society of Fellows)职位(译者注:哈佛大学设立的一种类似于博士后但完全独立做科研的职位 , 每年只招收10个人并资助其3年的研究) 。这个声望颇高的职位是为那些“有异乎寻常的独立性和创造性”的人而设立 , 博德研究所神经生物学家、哈佛大学前教务长史蒂芬海曼(Steven Hyman)说:“张锋二者兼有” 。
但这个职位并不提供实验室 , 所以张锋恳求借用哈佛资历更老的科学家实验室一隅 。他的研究始于当时前沿的基因编辑技术:带有“锌指”结构的蛋白能识别特定的DNA序列并切断它 。细胞能天然地修复这样的剪切 , 而且如果此时有外源DNA被导入细胞 , 细胞还能并入这段DNA 。问题是 , 锌指“极其难以操作” , 张锋说 。
科学家在2009年还开发了另一种基因编辑技术 , 称为TALEs 。但是和锌指一样 , TALEs也非常难以操作 。张锋回忆说 , “我教授了学生如何建立TALEs , 但他们要三个月才能掌握这一技术” 。他作为主要作者发表了一项和TALEs相关研究 , 他们开创的TALEs技术能自动靶向人和鼠细胞中的特定DNA序列并激活或关闭特定基因 。但是他并不满意:“我觉得还有更好的方式来进行基因编辑” , 他说 。

【生物学家|4岁跻身于世界顶尖生物学家】

张锋的独立研究员职位很快就要到期 , 他需要找一份工作 。麻省理工学院麦戈文脑研究所的所长、神经科学家罗伯特戴西蒙(Robert Desimone)曾听到张锋的导师戴瑟罗特称赞其为“令人震惊的大人物” 。对于像科研这样的协作性工作 , 一篇论文有十几个作者是很常见的 。“你总是在想谁做了哪部分” , 戴西蒙说 。麦戈文研究所问了一圈 , 最终确定“张锋在光遗传学的科研工作中发挥了关键作用” 。戴西蒙又补充说:“在这样一个职业阶段 , 张峰发表的论文称得上是神经科学史上最强的发表记录” 。张锋被麻省理工和博德研究所同时录取 。