“科学突破奖”获得者庄小威的学霸人生
2018-10-19 16:00

“科学突破奖”获得者庄小威的学霸人生

10月17日,被称为“豪华版诺贝尔奖”的科学突破奖(Breakthrough Prize)在旧金山揭晓。


一共7个奖项颁给了(4个生命科学奖,2个基础物理奖,1个数学奖)婴儿死亡主要遗传因素治疗、超分辨率成像、一种新型电子材料以及其他重大突破。其中,来自哈佛大学和霍华德·休斯医学研究所的华裔科学家庄小威获得生物领域的大奖。


庄小威的贡献在于,她发明出了一种超分辨率成像技术——随机光学重构显微术(STORM),突破了光学显微镜的分辨率限制,进而能够发现细胞中的隐藏结构,这些细胞大小仅为人类头发直径的万分之一,例如:大脑神经元内部周期性膜骨架。


传统光学显微镜由于光学作用的限制只能达到几百纳米的水平,STORM成像技术则可以得到小于10纳米的画面。


荷兰乌得勒支大学光学物理学家、显微镜专家Allard Mosk评价说:“这是一项了不起的研究。庄小威的成果真正让生物显微镜的超分辨率革命开始了。”


科学突破奖被称为“科学界奥斯卡”或“豪华版的诺贝尔奖”,因为在全球范围内,它是奖金额最高的科学奖。就本届来说,奖金总额为2200万美元,庄小威的奖金就高达300万美元。


该奖由多位大佬于2012年共同创立:谷歌创始人谢尔盖·布林、Facebook创始人马克·扎克伯格及其夫人、中国腾讯公司董事会主席马化腾、俄罗斯互联网投资家尤里·米尔纳及其夫人、DNA检测公司23andMe的创始人之一安妮·沃西基。


  2016年12月4日,2017年科学突破奖颁奖仪式在美国国家航空航天局艾姆斯研究中心举行。该奖项的联合创始人马克·扎克伯格(左)和尤里·米尔纳在台上发表演讲


当庄小威被宣布获得该奖项后,许多人开始对这位华裔女科学家好奇。


庄小威有很多头衔:生物物理学家,美国国家科学院院士、美国艺术与科学学院院士、中国科学院外籍院士,哈佛大学化学与化学生物、物理学双聘教授......


她获得的奖项数量可以用“庞大”来形容:


2003年,庄小威获美国麦克阿瑟基金会“天才奖”,是首位获此荣誉的华人女科学家,也是24个获奖者中最年轻的一位。


2005年3月,霍华德·休斯医学研究会从全美三百多位提名人中遴选出43位研究员(HMMI),在此后7年中向每位提供700万美元资助,庄小威位列其中。


她还获得多个科研领域的奖,如:TR Worlds Top 100 Young Innovators Award,Max Delbruck Prize in Biological Physics,Raymond & Beverly Sackler International Prize in Biophysics等等。


庄小威不是一般的“学霸”——


  • 1987年考进中国科技大学少年班;

  • 1991年从中国科学技术大学毕业后,赴美国加州大学伯克利分校留学;

  • 1996年博士毕业后进入斯坦福大学从事博士后研究工作,导师是朱棣文;

  • 2001年进入哈佛大学任教,先后担任助理教授、副教授;

  • 2005年被聘为美国霍华德·休斯医学研究所研究员;

  • 2006年被聘为哈佛大学化学和物理双学科正教授,并在哈佛大学建立了以自己名字命名的单分子生物物理实验室;

  • 2012年当选为美国国家科学院院士;

  • 2015年当选为中国科学院外籍院士。


江海晚报的报道,庄小威出生于1972年1月。她的父亲庄礼贤和母亲朱仁芝都是中国科技大学的教授。父亲的研究领域是空气动力学,曾写过《流体力学》。


这里有一个关于庄小威天赋异禀的故事——在她小时候,有一次父亲提问庄小威的哥哥:


“一杯水放在桌子上,这个水杯受了多少力?”

“有水和水杯的重力,桌子还有个支持力。” 

“你还能不能想出来其他的力?” 

“没错啊,就这两个力,一平衡它就不动了。” 


在一旁玩耍的庄小威插了一句话:“空气对水杯还有个作用力。”


“学霸”潜质从小时候显露无疑。


1987年,15岁的庄小威在考进中国科技大学少年班后,创造了“四大力学满分”的神话。这个记录一直保持至今,无人打破。


在1991年入学加州大学伯克利分校时,她选择了光学专业。1997年,庄小威博士毕业,她转到斯坦福大学,做了朱棣文教授的学生,将研究领域转向了生物领域。然而彼时,她连DNA和RNA的区别都不清楚。


为了能够快速入行,庄小威疯狂工作:从早10点到晚上12点,全年无休,也从来没有过周末。在斯坦福做了三年的博士后研究后,她清楚了自己的方向,2001年,结束博士后生涯的庄小威选择加入哈佛大学。


南通网的报道,在实验室中,庄小威将带荧光的分子标记物附在病毒上,当用激光照射时,标记物发射出特殊的彩色光。借助显微镜,她详实跟踪了单个病毒的行为,也跟踪了诸如蛋白质和核糖核酸(RNA)片断这样的单个分子行为。她拍摄到单个流感病毒的连续影像,这是世界上首次记录到病毒的各阶段过程。


庄小威在回忆当时的情景时说:“那是在我做教授的第一年,就在这个实验室,当我的学生跟我说,你来看一看,显微镜里面的那个东西,于是我们第一次看到了,单个的病毒是怎样在细胞里面运动的,”


2006年是庄小威的转折时刻——


她在实验室用绿光红光激发然后关闭一小部分荧光分子,实现准确定位,经过重复这一步骤,对另一小部分荧光分子定位,从而取得一系列互不重叠的成像,最后予以重构,得到远低于衍射极限、精度在20nm的成像。最终,庄小威发明了STORM荧光成像技术。


那一年,她34岁,却成为哈佛大学化学与化学生物、物理学双科正教授,并建立了以自己名字命名的单分子生物物理实验室,拥有20多位科研人员。


STORM荧光成像技术在转让给尼康公司后,基于该技术生产的荧光显微镜已经上市。


从斯坦福到哈佛,庄小威由“小白”蜕变成为前沿科研者,而她靠的不仅是天赋。


(本文资料来自江海晚报南通网

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