每一种有效的新工具出现，科学都会向前迈进一大步，人类社会也会登上一个新的高峰

显微镜的发明让列文·虎克首次观察到水中无数蠕动的小东西，从此微生物世界的大门被打开

天文望远镜的发明，也使伽利略清楚的看到月球表面的环形山，太阳的黑子运动，让人重新认识了天空

左：列文·虎克和显微镜，右伽利略和望远镜

在20世纪后期，生物学界也出现了一种让人仿佛有了火眼金睛的工具——绿色荧光蛋白(green fluorescent protein, GFP)

基于绿色荧光蛋白的成像技术除了像一盏明灯外，更像是细胞内的显微镜，让科学家能更直观地观察到各个层次上丰富多彩的生命现象

而改造了绿色荧光蛋白，使其发光更强更稳定的钱永健也被誉为“点亮了生物学”的科学家

左边是植入了绿色荧光蛋白基因的小鸡

此外他还制成了能发出不同颜色的荧光蛋白，也称彩色探针
这种彩色探针带动了脑彩虹技术的发展，使神经学家在理解大脑的运作上更是有了质的飞跃

在2008年，钱永健与其他两位在荧光蛋白上的突出贡献科学家一起分享了那年的诺贝尔化学奖

而那时钱永健是导弹之父钱学森堂侄的身份，更是引来大洋彼岸的中国一片咋舌

钱永健与彩色荧光蛋白“写出”的“钱氏实验室”

1952年，钱永健出生于纽约并继承了“科学的血统”

他的父亲钱学榘与钱学森是堂兄弟

两人都毕业于上海交通大学，并靠庚子赔款赴美留学

不同的是钱学森选择了回国，而钱永健的父亲则选择扎根美国，最后成为了波音公司的机械工程师

钱学榘与钱学森父亲钱均夫

除了出色的父亲和伯父之外，钱永健的舅舅是麻省理工大学的工程系教授

哥哥钱永佑则是著名的神经生物学家，也是斯坦福大学生理系主任

在扎堆的科学家中，钱永健也常开玩笑说：“我搞科研，纯粹也是因为遗传”

钱永健

钱永健在小时候并没有像他的名字一样“永远健康”

因为哮喘病的原因，他几乎很少能和小朋友一起出外玩耍

但也就是在家中的百无聊赖，他才开始了在地下室的化学实验，并开始疯狂迷恋上了化学

据说有一次，他和哥哥竟然还制造出了炸药，并炸坏了家里的乒乓球台

每次回想起那时，钱永健都感叹自己还活着真是命大

钱永健(右二)8岁时的家庭照

才华初显，钱永健在16岁那年凭着一个金属易受硫氰酸盐腐蚀的项目获得了西屋科学天才奖

西屋科学奖可谓全美最负盛名的科学奖项，素有“少年诺贝尔奖”之称

时任美国总统尼克松祝贺获得一等奖的钱永健

后来，钱永健拿到了美国国家优等生奖学金进入哈佛大学

但是在大学里，钱永健并不是一个“乖学生”

他对于学校设置的化学课程并不满意，觉得内容颇为僵硬

于是在毕业后，他选择前往剑桥大学，改读生理学博士

钙离子探针的几种型号

就是在那里，钱永健开始研究如何观察大脑的神经信号网络，并获得了他人生第一项重要的发明成就——钙离子荧光探针

钙离子是人体内最重要的信号分子之一

但当时计量细胞内该水平的方法还相当原始

需要穿透细胞膜注射钙结合蛋白，这种方法极易毁坏研究细胞

正在浏览网站的钱永健

钱永健利用之前学到的化学技巧发明出了一种更好的染料

它不但能与钙离子紧密结合还能发出绿色荧光

更方便的是这种染料无需注射即可穿透细胞膜，大大的增加了实验的便捷性

很快，这种钙离子探针便成为了生理和药物筛选技术的革命性突破，在细胞内信号传导研究得到广泛应用

1981年，与美国阔别十年的钱永健终于回到美国，在加州大学伯克利分校任职大学教授

由于设备和资源的限制，之后钱永健把实验室搬到了加州圣地亚哥大学，在这里度过了余生的学术生涯

在这里他发现了水母中绿色荧光蛋白的潜力并开始了这项研究

植入绿色荧光蛋白基因的小白鼠

在发现荧光蛋白之前，人们已经找到了许多种能产生荧光的有机染料和矿物

但是这些物质无论放多少进细胞内，能检测出的也是恒定的量

而荧光蛋白最重大的意义之一就是在基因工程上实现“从无到有”的研究

只要目的基因带上一个荧光蛋白基因，用肉眼观察便能到产物是否已接入目的基因

免除了再做繁杂的PCR和蛋白杂交的基因检测

绿色荧光水母

绿色荧光蛋白是来自海洋的馈赠，它来自一种发光水母

1962年，下村修在水母身上发现了这种荧光蛋白，因此他与钱永健一样获得了2008年的诺贝尔奖

但是当时的下村修并没有意识到这种荧光蛋白后来竟然成了深入揭示生命奥义的重要工具

下村修

在1980年，格拉斯·普拉舍遇到了下村修

他也马上被GFP迷住了并克隆出了GFP的基因

但那时他的研究经费也用完了，只能将目前的研究成果发表在《基因》杂志上

后来他还曾穷困潦倒到要离开科研界，去当一名班车司机，成为诺贝尔奖最大的陪跑者

不过他在离开科学界之前还做了一件大好事，就是把GFP基因无偿地提供给了科学界

格拉斯·普拉舍

1994年，哥伦比亚大学的查尔菲把普拉舍克隆出来基因植入了线虫细胞内

紫外光照射下，蠕动着的小线虫体内清晰的闪着点点绿光

而查尔菲因把这种绿色荧光蛋白基因第一次接入活体，也分得了诺贝尔奖的一杯羹

《Science》杂志封面上会发绿光的线虫，此期刊登了查尔菲的论文

在这GFP研究的接力赛中，钱永健是最后的接棒手

那时，钱永健正在寻找到与传统化学荧光染料不同的，能够揭示遗传编译的基因探针工具

他在得到普拉舍无偿提供的GFP基因后，也立即开展了这种蛋白质的研究

以前的研究都认为，荧光蛋白发光是因为某几个氨基酸之间反应才形成发色团

但钱永健却发现，这种发光反应的唯一辅助物竟是氧气

故他推断，因无处不在的氧气，这种GFP基因可以在任何有机生物中得到表达

钱永健与妻子

但是当时的GFP发光并不稳定且光效很弱，需要长时间的紫外线照射才能用于实验观察

所以钱永健决定采用随机诱变的方式来改造GFP基因

靠着从大量增殖中挑选突变的方法，钱永健团队挑选出了发光更亮更稳定的绿色荧光蛋白

另外，他还成功让这种绿色荧光蛋白衍生出了一系列的七彩荧光蛋白

甚至还别出心裁地给这些色彩命名，如蜂蜜黄、香蕉黄、反其阿红、樱桃红、葡萄紫、红梅紫等

七彩绚烂的荧光蛋白

这种多色的荧光蛋白标志技术也应运而生，给细胞生物学和神经生物学的发展带来了一场革命

除了生物学中的基因筛选和示踪外

现今，它们还被用于结合和追踪癌症细胞，辅助病人进行基因治疗

多种颜色的彩色荧光蛋白还可以对大脑神经系统进行基因标记，使我们能够观察到大脑的集成线路图，让研究者更加直观地看到神经细胞和细胞间的相互作用

美丽的脑彩虹，大脑中的集成线路图

对于自己的功绩，钱永健是这样打趣的：“我只是把一本晦涩难懂的小说变成一部通俗易懂的电影而已”

在2008年10月8日，下村修、马丁·查尔菲和钱永健一起登上诺贝尔的领奖台

而钱永健和查尔菲也完全没有忘记那个提供GFP基因的普拉舍先生

在颁奖当天他们还特地邀请了普拉瑟夫妇一起前往斯德哥尔摩

在得知自己堂侄获得诺贝尔奖时，钱学森还让亲人替他给钱永健发来一封祝贺信

用彩色荧光蛋白在培养基上“画”出来的彩色夏威夷

其实早在诺贝尔奖之前，钱永健就已经拿到过不少有分量的大奖

其中就包括了2004年被称为“诺贝尔指针”的沃尔夫奖

除此之外，他还拥有超过60项的美国专利发明

他还与人联合创办了三家生物技术公司

他曾半开玩笑地对妻子说，他开这些公司除了造福人类以外，主要是为了给他的博士后提供工作岗位

经过彩色荧光标记的果蝇神经网络

美国圣地亚哥大学的主任马克·爱利斯曾经这样说过

“他拥有世界上最美丽的大脑，不仅因为他能深入思考科学的空白领域，更因为他擅长发现新问题，并提供新的研究工具，以此帮助更多的科学家一起来研究新问题”

是的，他的职业生涯一直在致力于发明新的的工具，并慷慨地馈赠给其他科学家

钱永健与他的彩色荧光蛋白

在获诺奖后，他还曾表示以后想在治疗癌症、中风和动脉硬化等方面作点贡献

因为他的父亲和导师都是死于癌症的，他想要改善人类生存问题

于是，钱永健与他的团队一道建立了一种试验性的荧光多肽，它们让肉眼难以分辨的外周神经发出荧光，使外科医生们能够在切除受损组织或肿瘤组织时，避开这些敏感的神经

在荧光蛋白的帮助下，外科医生可精确移除肿瘤

2016年8月31日，这个让色彩进入细胞内的天才逝世，享年64岁

对于钱永健的逝世，大家都为科学界失去一位聪明的天才而惋惜

但是钱永健的妻子更加肯定的是他性格中的魅力

“他更像一名寻路人和冒险家，勇敢、果断、充满创意与智慧。”

是的，他打着灯，在科学之路的前头带着后人不断探索前行

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