如何看待钱永健（Roger Tsien）的学术成就？

会里很

2008年诺贝尔化学奖得主钱永健（Roger Tsien）于8月24日在俄勒冈州尤金市逝世。如何看待他的学术成就？
原文地址：https://www.zhihu.com/question/50225110

清风寡欲

钱永健的学术成就远不止于改造绿色荧光蛋白（GFP），甚至可以说这只是钱永健学术成就中非常次要的一部分，单强调改造GFP是对钱永健学术成就的严重误读。
钱永健有两项工作是开创领域级别的：

• 开发在活细胞中工作的钙离子荧光成像染料，这对于细胞生理学和神经生物学领域是颠覆性的，今天几乎每个做细胞研究和药物筛选的人都要感谢他；
  
• 下一代测序（NGS）的关键技术——base-by-base sequencing with removable 3' blockers on DNA arrays，现在Illumina的NGS测序仪里就在使用这个技术。
  

钱永健没有因为上面这两项学术成就得诺奖，是非常大的遗憾；好在诺奖委员会用GFP补偿了他。

清风寡欲

钱永健的背后故事



美国《侨报》摘要:在2008年10月13日举行的记者电话采访会议上，钱永健淡化他的姓氏背景，认为虽然他的DNA来自中国，但中国并不是他的故乡。他认为科学应该是世界科学家共同参与，不要将诺贝尔搞成奥运金牌竞赛。
我的DNA来自中国
钱永健说“我的DNA来自中国，也还有些亲属在中国。”他说自己的父母成长在中国和美国两种文化之中，而这只是在他出生之前的背景罢了。此外，钱永健说自己会用筷子，但不是经常用。
钱永健坦言获奖后得到了媒体的关注，尤其是中文媒体的关注。他说，“我感谢大家对我的族裔背景的关注。但我并不是中国人，而且我的中文不是很好，不能用汉语回答大家的问题。”
另外，他纠正有些媒体将他称为首位获得诺贝尔化学奖的华裔科学家。“我查过文献，在我之前还有一个华裔也获得过诺贝尔化学奖，他是1986年的获奖者李远哲(Yuan Tseh Lee)。”
我不是第一个获诺奖的华裔
钱永健不愿强调自己的钱姓背景，他认为全世界姓钱的科学家很多，“如中国很著名的科学家钱学森。”他说“钱”是一个大姓，但无法解释为何钱姓的科学家为何比例偏高。他将自己的成功归为基因和环境两者相互的产物。
诺奖成金牌竞争，弊多利少
当谈到此次诺贝尔奖获奖者以美国科学家和日本科学家为主时，钱永健认为这种将诺贝尔奖视为奥运会金牌总数的做法弊多利少，除了引起各国之间的纷争外，并没有什么好处。他已此次同获化学奖的下村修为例，指出“下村修本身是日本科学家，但他后来又加入了美国哈佛大学和普林斯顿大学的研究团队，他的文化背景比我还用丰富，这充分体现了科学是不分国界的。”
谈到早年获得英特尔奖与如今获得诺贝尔奖的关联时，钱永健说虽然他知道有几个曾经获得英特尔奖的人后来也获得了诺贝尔奖，但总的来说，这两者的关联并不大。获得前者并不能保证你也获得后者。
谈到今年的美国总统大选时，钱永健说他对于候选人有自己的看法，但是作为科学家，他并没有穿越时空的政治洞察力，一切还需时间来检验。
美国学术界也有潜规则
钱永健感慨美国学术界也有潜规则，他认为促成自己获得诺贝尔奖最大的因素乃是运气。他坦承被此次诺贝尔化学奖遗忘的幕后英雄—那些不那么幸运的科学家也应该同享殊荣。
他将自己的获奖归于幸运。他感言美国的学术界也有一些让人无奈的潜规则，比如年轻的学者和没有职称的学者很难获得财政资助等。他认为自己研究的水母开大多数人看来很奇怪，所以也不易获得资助。为此他很感谢资助他的美国癌症基金会，而不是联邦政府。
幕后英雄也应同享殊荣
他坦承被此次诺贝尔化学奖遗忘的幕后英雄—普雷社(Douglas Prasher)—一位不那么幸运的科学家也应该同享殊荣。
普雷社是最早克隆到水母蛋白基因的人，通过使用水母蛋白来标识细胞内细小精细的部分，这三位诺贝尔化学奖得主的工作提高了人们对细胞内活动的认识。但他现在却早己不再科学界，而是在阿拉巴马州给一家车行开车。
回到上世纪90年代，科学家们首先需要得到能产生发光蛋白的基因序列。钱永健表示说，他自己很幸运，就在那时，一个在马萨诸塞州伍兹赫尔海洋研究所(Woods Hole Oceanographic)的一个名叫的普雷社的研究者克隆出了钱永健和其它科学家所想要的基因。钱回忆说，“我找到他的电话号码，然后打给他，令我高兴的是他愿意送给我这个基因。”
另外一个诺贝尔奖获得者，纽约哥伦比亚大学的马丁·沙尔菲(Maritin Chalfie)也是从普雷社那里得到了这个基因。
但是，普雷社却在科学界找不到一份工作。他现在在阿拉巴马州为一家汽车车行做司机。但普雷社却不后悔把基因送给了别人。他说，“那个时候，我已经知道我快不行了，我的经费都用完了。”于是，他去了美国农业局的一个实验室工作，此后，他又在阿拉巴马州的美国航天宇航局承包商那里找了份工作。但是，两年半之前，宇航局也砍掉了他的项目，他又一次丢失了自己的工作。
他想在科学界继续干，但失败了。这样他就去车行那里工作。普雷社说，“如果他们有朝一日来到阿拉巴马州，他们(钱永健和沙尔菲)理当请我去吃个饭。”

长长的路

钱永健，生于1952年，卒于2016年，短短的64年间见证了谦逊的、认真的、可爱的、坦诚直率的科学家的一生。8月24日，是因绿色荧光蛋白的改造与应用而获得诺贝尔奖的科学家、美国科学院院士钱永健逝世三周年的日子。寥寥几笔，谨以此文深切怀念为生物学、化学领域带来重大改变的科学家钱永健。

<hr/>钱永健，1952年出生于美国纽约，祖籍浙江杭州。钱氏家族是学术世家，钱永健的父亲以及其母亲的兄弟均是MIT的工程师或者教授，连钱永健自己对于从事分子工程方面的研究都戏称自己是“天生继承了祖辈做学术这行的资质”。

由于有哮喘，钱永健的孩提时代大都在室内度过。但正是因为这样，钱永健花大把的时间在自家地下室的小实验室中做了各种各样的化学实验，有的时候要做的实验太危险，还要从地下室挪到院子里的野餐桌上来做。16岁时，Tsien获得因研究金属与硫氰酸盐结合机理获得了Westinghouse talent search全国一等奖。后来，他获得了哈佛大学国家优秀奖学金，20岁的时候即从哈佛大学毕业获得化学和物理学位。随后在25岁，钱永健从剑桥大学获得生理学的博士学位。
在博士期间，钱永健的主要工作是找到能够更好的追踪细胞内钙离子水平的染料。他设计了一种称为“quin2”的钙结合指示剂，通过将其与膜透性酯衍生物一起孵育，可使其进入到完整细胞中【1,2】。随后继续在加州大学伯克利分校全奖从事博士后研究。
在1981年，29岁的钱永健成为伯克利的一名教授。在伯克利的八年时间，钱永健研究组的工作主要集中在研发追踪钙离子和其他的离子更好的染料。





JBC百年经典重新刊印了钱永健研究组发现的能够取代quin2的新型钙离子指示剂。原有的quin2技术存在很多的局限，比如说quin2的荧光强度依赖于其他因子同时发挥作用使得该方法可信性不高。quin2与镁离子能够从而在测量细胞内钙离子会给出错误的测量结果。而新型的钙离子指示剂将8-配位四羧酸螯合位点与二苯乙烯发色团相结合比之前的指示剂亮度高出30倍之多，并且特异性更好。该文章是JBC百年历史之中总引用率第六高的文章（目前文章总被引次数超过2.2万）。




上世纪90年代中期，钱永健将研究集中在发展遗传编码的大分子指示剂。通过对GFP编码序列进行各种各样的修改，得到了五颜六色的荧光蛋白，大大地扩展了荧光蛋白在活体成像在生物学方面的研究。由于在荧光蛋白的发现与发展方面的重要贡献，下村修、Martin Chalfie以及钱永健共同获得了2008年的诺贝尔化学奖。




钱永健与实验室改造的五颜六色的荧光蛋白溶液

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钱永健获得2008年诺贝尔化学奖



图3 在圣诞节也工作不停的钱永健

参考文献
1. Tsien, R. Y.New calcium indicators and buffers with high selectivity against magnesium andprotons: design, synthesis, and properties of prototype structures. Biochemistry 19, 2396-2404, doi:10.1021/bi00552a018 (1980).2. Tsien,R. Y. A non-disruptive technique for loading calcium buffers and indicatorsinto cells. Nature290, 527-528, doi:10.1038/290527a0(1981).

感恩由您

诸多的回答局限在GFP的神奇作用。
钱永健最重要的贡献是在使GFP荧光蛋白的改造上。

The Royal Swedish Academy of Sciences announced this morning that the 2008 Nobel Prize in Chemistry was awarded to Roger Y. Tsien, a Howard Hughes Medical Institute investigator at the University of California, San Diego (UCSD), Osamu Shimomura of the Marine Biological Laboratory, and Martin Chalfie of Columbia University. The three were honored for “the discovery and development of the green fluorescent protein, GFP.

钱永健自称是“做了工程师的活”。因为因为发现荧光蛋白的人不是他，首次应用的荧光蛋白人不是他。不过它完美地改造了它并成就了它。

日本人下村修是个海洋生物学家，发现海洋生物水母能够发出微弱的光。就捕捞了大量水母提取了发光物质，鉴定出了荧光蛋白。而美国人马丁·沙尔菲用了这个让它做成转基因，利用这个荧光来观察活体生物。展示了绿色荧光蛋白作为发光的遗传标签的作用。
天然的绿色荧光蛋白发光强度非常弱，而且极容易淬灭。钱永健则是最快实现这个荧光蛋白改造的人。基因工程的突变从某种意义上讲，他的确是工程师。日本人发现了一个很有意思的东西，美国人利用这个东西找到了它应用的突破口，而钱永健则完美的解决了实现它应用的各个细节问题。


一方面改造了天然的荧光蛋白，使得其发光强度提高。
中间的三个氨基酸（丝氨酸酪氨酸甘氨酸）形成的环化三肽发色基团。基因工程改造使得这个生色基团更加稳定，电子转移效率更高。

还有，基因工程的改造使得生色基团的发光发生改变。也就能够发出不同的光。


“我总是被色彩所吸引，”钱永健说，正是色彩，让他的工作更有趣，当工作进展得不顺利时，因为色彩，我可以把工作继续进行下去。如果我天生是色盲，估计我不会取得今天的成就了。”

也正是这个技术，科学进入细胞内的美丽世界。

继续前进

谢邀


今天看到钱老的去世，十分愕然，也非常痛心，毕竟这么一位“年轻”的诺奖得主就这么走了。
虽然钱老拿的是化学奖，但是他的研究成果在生物医学领域大放光彩。
这是用荧光蛋白绘制的大脑图



————漫谈，认识钱老成果的过程—————
说起来，我对钱老的认知要远远晚于对他成果的认识。
那个时候，刚读研究生，做的是转基因。
也许是读大学时候不认真，或者是学渣属性吧，当时做转基因的时候，发现很多时候，我们要在基因上加一个绿色荧光蛋白（GFP），特别不解，我们明明是转目的基因，结果搭载个绿色荧光蛋白算什么？
后来一个师兄一语道破天机：为了追踪！可惜我最初还不懂。
简单对话如下：
我：转绿色荧光蛋白干嘛？
师兄：为了追踪转基因是否成功
我：可是我们干嘛不做个PCR或者蛋白杂交呢？
师兄：绿色荧光蛋白可以用仪器一眼看出，做分子实验多累啊。
我：那干嘛不用同位素示踪啊？
师兄：（一脸无语的看着我），这是做表达，不是追踪元素，而是追踪基因。
为什么很少用同位素示踪？
因为同位素不会增加也不会减少，而基因表达是个从无到有的过程。
你转入一个基因，如果同位素示踪的话，那么转入多少元素，只有多少元素。
而转基因的时候会用启动子来表达绿色荧光蛋白，所以才可以源源不断的合成绿色荧光蛋白。
生物的发展从单细胞到一个完整的个体，经历无数次重组和代谢，同位素又不特异性的追踪某个基因，自然无法用。
get！
是的，追踪，或者说示踪，这就是绿色荧光蛋白最大的意义之一。
我们给目的基因带上一个绿色荧光蛋白，然后转基因的产品，用荧光一扫就可以知道哪个转进去了，哪个转基因没成功。
这是一个基本的初筛过程。
当然后续基因到底插入到什么位置，插入了多少个片段，就得做进一步分子验证。
当时对此惊为天人，觉得真是一个小事情解决了很多冗余工作。


两年后，钱老因绿色荧光蛋白获得了诺奖，我才知道，原来这个伟大的发现是钱老搞出来的，而且还是钱学森的侄儿。
后来读博做了更多的细胞实验，更是离不开绿色荧光蛋白了，越来越觉得钱老的贡献真是伟大。
—————绿色荧光蛋白——————
用诺奖的颁奖词来形容：绿色荧光蛋白在过去的10年中成为生物化学家、生物学家、医学家和其他研究人员的引路明灯，成为当代生物科学研究中最重要的工具之一
绿色荧光蛋白最初来自于水母，但钱做了重大改造。


这是它的结构，像个桶



它最大的特征是可以在激发下发出绿色的光。


而且这个蛋白十分稳定，不会干扰其他基因的表达。
所以广为用于生物试验中。
你做了个转基因实验，哪些成功了，哪些失败了，一眼看出来。


这个基因在哪些部位表达了，哪些部位不表达，一眼看出


甚至在细胞里都可以看到具体的定位


如果您还是不太了解的话，钱能发荧光，一个效果。
给你一堆钱，真假混杂，假的非常逼真，然后怎么简单的初筛？


用验钞机呗哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈
—————不止绿色荧光蛋白——————
事实上，作为一位年轻有为的诺奖得主，钱永健是一个传奇式的人物，他是美国生物化学家，美国国家科学院院士、美国国家医学院院士、美国艺术与科学院院士，加州大学圣迭戈生物化学及化学系教授。他是当今生命科学集大成的科学家，几乎囊括所有生命科学领域大奖，也是唯一一位华人沃尔夫奖和诺贝尔奖“双得主”。

钱永健教授的卓越贡献并不止于此。为了能更好地看清并治疗癌症，他的实验室设计了一种U形的多肽，它能携带成像分子或化疗药物，靶向癌细胞；他的团队创造了一种全新的荧光染料。它能让神经元细胞膜上的电信号发出亮光，便于研究人员解密脑细胞的功能与相互作用；利用一种植物蛋白，他与同事们又创造了一种全新的标记物，让科研人员能够在电子显微镜下看到前所未有的细节。