這位足球運動員,被人一腳踢傷右腿後,無奈搞科研,結果轉頭拿了諾貝爾化學獎…

本文轉載自生物學霸,作者Ivan。

2022 年 11 月 21 日,四年一度的世界盃即將拉開帷幕!這是世界盃第二次來到亞洲,也是史上第一次在冬季舉辦的世界盃。

圖源:新華社

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作為足壇最高水平的賽事,世界盃集合了世界上最頂級的球員,將在 28 天裡上演屬於足球的精彩故事。雖然,本屆盃賽又雙叒叕沒有中國隊,但並不妨礙大家欣賞~

俗話說得好,足球運動自古就出人才,很多球員不光球踢得好,轉行後也是幹得風生水起。

比如前世界足球先生喬治·維阿,退役後從政,現在是賴比瑞亞第 25 任總統;比如阿森納名宿馬蒂厄·弗拉米尼,踢球之餘還投資了一家生物公司 GF Biochemicals,傳聞估值高達 300 億歐元;又比如北宋著名球星高俅,官至殿前都指揮使,相當於首都軍區總司令……

那麼,如果足球運動員跑去搞科研,又會是怎麼的景象呢?

Part.1

我有一個足球夢

2002 年 10 月 9 日,瑞典皇家科學院宣佈,將當年的諾貝爾化學獎授予瑞士科學家庫爾特·維特里希(Kurt Wüthrich)、美國科學家約翰·芬恩(John B. Fenn)和日本科學家田中耕一(Koichi Tanaka),以表彰他們在生物大分子研究領域的貢獻。

那一年的諾貝爾化學獎分別表彰了兩項成果,其中維特里希因為「發明了利用核磁共振技術測定溶液中生物大分子三維結構的方法」,而獨享了一半的獎金,另外兩位學者則共享了剩下的一半獎金。

圖片來源:nobelprize.org

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然而,作為一名享譽世界的學者,維特里希的畫風卻顯得那麼與眾不同,點開他的實驗室主頁,最先映入眼簾的不是什麼論文啦、實驗啦、獲獎啦,而是一大堆他踢球的照片!!!老爺子對足球的熱愛可見一斑,畢竟他曾有過一個未竟的足球夢……

維特里希最常司職邊鋒,有時也客串中鋒|圖片來源:Wuthrich Group

1938 年出生在瑞士小城阿爾貝格的維特里希,擁有一段極為幸福的童年。他的故鄉位於首都伯爾尼西北方約 20 公里處,那是一座被農田、森林和河流環繞的祥和小鎮,大多數居民以農業為生。維特里希的童年時光,是在曠野上嬉戲玩鬧中度過的,這段美好的經歷奠定了他的兩大興趣愛好——科學和體育。

與動植物的親密接觸喚起了維特里希對自然科學的興趣,在提交給諾貝爾委員會的簡歷中,他是這麼回憶的,「當時那種被動植物所包圍的環境,讓我對自然科學產生了濃厚的興趣」;而這種有山有水的自然環境,也令維特里希成為一名狂熱的戶外運動愛好者,游泳、釣魚、滑雪……當然最愛的必然是足球。

圖片來源:Wuthrich Group

圖片來源:Wuthrich Group

1957 年,維特里希進入伯爾尼大學學習數學、物理和化學,並順利拿到碩士學位。同堅持自己的科學理想一樣,他從未放棄過自己少年時期愛上的足球運動,甚至將足球寫進了自己最初的職業規劃裡~

Part.2

被一腳踢碎的足球夢

為了能在搞科研的同時還不耽誤踢球,維特里希當年的理想職業,竟然是當個中學老師,一邊教授文化課,一邊教授體育課(大佬就是大佬,這可是領先當代中國博士們半個多世紀的版本理解啊……)!

雖然聽起來不太靠譜,但他還真就為之做了不少努力。

1962 年,維特里希來到巴塞爾大學深造,並在 2 年後就拿到了有機化學博士學位!

咱普通人讀博,不光要沒日沒夜地做實驗寫論文,還得提心吊膽擔心延期,可大佬不光 2 年就順利畢業,甚至讀博期間還順便修了體育專業,每週要花 25 小時進行高強度的體育鍛煉,真的生猛得一塌糊塗~

維特里希講課時,最愛向聽眾展示他踢球時的矯健身影|圖片來源:Twitter @ElisaAraldi

除此以外,從 1959 年到 1965 年,維特里希還真跑去實踐過自己的職業規劃,他先後在三所高中兼職教授物理、化學和體育。他當年的學生或許能夠輕鬆應對這樣的靈魂拷問:

——「你的化學是體育老師教的嗎?」

——「沒錯,他還拿了諾貝爾化學獎。」

如果不出意外的話,這個熱愛運動的小夥未來一定能成為一名優秀的足球運動員,甚至有機會代表瑞士隊出戰世界盃。但意外還是發生了,在一場比賽中,維特里希的右腿嚴重受傷,直接斷送了當足球運動員的夢想。

自那以後,維特里希便專心投入到科學研究中,用他自己的話就是,他是「被人一腳踢回科學道路上的」

圖片來源:lindau-nobel.org

多年以後,在向學生們講述核磁共振技術是如何從檢測人體發展到檢測分子時,維特里希總是會先展示一張自己膝蓋受傷的磁共振照片,或許這就是老爺子對曾經夢想的一種懷念吧~

Part.3

從足球夢到科學夢

決定專心搞科研後,維特里希於 1965 年前往加州大學柏克萊分校開展博士後研究,2 年後又轉入貝爾研究所繼續深造。他的研究方向就是日後為他帶來諾獎的NMR 研究,計劃使用 NMR 解析蛋白質的立體構造。

NMR(Nuclear Magnetic Resonance),即核磁共振光譜,是通過捕捉原子核的微小變化來調查物質狀態的方法,其原理被應用到當今醫療診斷廣泛採用的核磁共振成像(MRI)上。

圖片來源:wikipedia

圖片來源:wikipedia

眾所周知,蛋白質的立體結構決定了它的機能,而構成生物體的蛋白質是由 20 種氨基酸連接而成的,形狀千奇百怪,要想搞清楚它的立體結構並不是件容易的事兒。

在維特里希之前,人們只能採用侷限性很大「結晶解析法」——先把蛋白質結晶化,再通過X線等放射線的照射使其產生散射和衍射來觀察其結晶構造。這種辦法不但難度大,而且有的蛋白質不管怎樣都不結晶,實在不夠好用。

1969 年,在美國積累了足夠經驗後,維特里希回到了瑞士,加入蘇黎世聯邦理工學院,和多位學者組成了一支跨學科小組,繼續 NMR 研究。

很早以前,科學家就發現可以用 NMR 來識別分子構造,但僅限於比較小的分子,因為構成小分子的原子數量少。如果想用NMR來挑戰蛋白質這樣的「龐然大物」,依舊不容易,因為蛋白質裡面存在著很多相同的原子, NMR 的光譜混雜在一起,實在不好識別……

維特里希在蘇黎世聯邦理工學院時的照片|圖片來源:Wuthrich Group

好在當時一位名叫理查德·恩斯特(Richard R. Ernst)的瑞士科學家對NMR進行了改良,開發出了「二維 NMR」這一劃時代的技術,二維 NMR 可以把光譜在二維平面上表示出來,能得到比原來的 NMR 多得多的資訊。恩斯特本人也因此獲得了 1991 年諾貝爾化學獎。

圖片來源:nobelprize.org

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在二維 NMR 技術的幫助下,維特里希的研究進展迅速,不過……他測定蛋白質立體結構的方法非常頭鐵——先識別出蛋白質分子裡的每一個氫原子,再通過測定原子間的距離和相互作用來確定蛋白質立體結構,要知道就算是小的蛋白質裡也有將近 1000 氫原子,多的時候達到數萬個……

好在大力出奇跡,1977 年,維特里希首先將二維核磁共振的方法用於生物高分子,研究氨基酸和牛胰蛋白酶抑制劑,並在此基礎上發展了用二維核磁共振對蛋白質 1H-NMR 的單個譜峰全部識別的方法;

1984 年,他們成功地利用 NMR 描繪出了蛋白質的立體結構,那是一種從牛的血漿裡提取出來的非常小的蛋白質(BUSI);1996 年,他們僅僅用 10 天就完成了解析朊病毒立體結構的工作……

最終在 2002 年,維特里希因上述成果摘得諾貝爾化學獎桂冠,用科研彌補了足球夢的遺憾。知名媒體 Chemistry World 在採訪他時,用的標題叫做——Kurt Wüthrich: Nobel prize-winning footballer(庫爾特·維特里希:贏得諾貝爾獎的足球運動員)

圖片來源:pinterest

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值得一提的是,維特里希老爺子與中國也淵源頗深。

早在 1981 年,時任國際純粹與應用生物物理學聯合會(IUPAB)秘書長的維特里希就到訪中國;1986 年,他在北京開辦了第一個生物物理學校;2013 年,他受聘成為上海科技大學第一位特聘教授;2018 年,維特里希老爺子更是獲得了外國人永久居留身份證,成為第一批拿到「中國綠卡」的諾獎得主!

圖片來源:CGTN

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Part.4

足球的力量

雖然維特里希沒能如願成為一名職業足球運動員,但有些學者做到了。

這就不得不提大名鼎鼎的玻爾兄弟——哥哥尼爾斯·玻爾(Niels Bohr)和弟弟哈那德·玻爾(Harald Bohr)。哥倆都是職業球員,效力于丹麥勁旅AB哥本哈根俱樂部(Akademisk Boldklub Gladsaxe),哥哥是門將,弟弟是前鋒。

1908 年倫敦奧運會,弟弟哈那德代表丹麥國家隊奪得了足球銀牌,而哥哥尼爾斯遺憾落選。據說尼爾斯落選國家隊,是因為他經常注意力不夠集中,傳聞在一場迎戰特維達隊的比賽中,德國人外圍遠射,而尼爾斯·玻爾居然靠在門柱邊思考一道數學題???

1908年丹麥男足國家隊,最後一排左二是弟弟哈那德·玻爾|圖片來源:wikipedia

退役以後,哥倆雙雙進入學術圈。

弟弟成為了哥本哈根大學的數學全職教授與史丹佛大學的客座教授,而哥哥更是開創了哥本哈根學派,並因為在原子結構中的開創性研究獲得了 1922 年的諾貝爾物理學獎!

學術界的足球迷也有很多,比如曾入選中國國家足球隊,在遠東運動會上大殺四方的錢偉長、擅長守門的數學泰斗蘇步青、求學時期常代表系裡參加比賽的錢三強、在美參加留學生足球隊的施一公、在中科大讀本科期間擔任校隊主力的崔屹……

對他們來說,足球與科研都是生活的重要組成部分。足球不但是休閒放鬆的工具,也是磨練的身體與意志的好幫手,是足球的力量幫助他們在學術的道路上走得更遠。

所以各位科研汪們,在忙碌的科研之餘,也記得抽出時間運動哦~

參考文獻:

1.https://en.wikipedia.org/wiki/Kurt_W%C3%BCthrich

2.https://www.chemistryworld.com/culture/kurt-wuthrich-nobel-prize-winning-footballer/3008949.article

3.https://www.uni-due.de/zmb/phd-programmes/kurt-wuethrich.php

4.https://wuthrich-group.ethz.ch/Pictures/soccerpictures.html

5.《WLA科學家說⑭ | 教物理的體育老師,拿到了諾貝爾化學獎》,世界頂尖科學家論壇,2021-06-23

6.《長篇回顧:核磁共振技術的革新|諾貝爾化學獎庫爾特·維特里希》,UniversalLily,2020-03-25

來源:生物學霸

來源:生物學霸

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