WLA科学家说⑬ | 童年的梦想,指引他获得诺贝尔奖
2021-06-16
WLA上海中心
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  世界顶尖科学家协会执行委员会成员厄温·内尔(Erwin Neher)是德国马克斯·普朗克生物物理化学研究所教授。他和伯特·萨克曼(Bert Sakmann)通过开发膜片钳技术,首次记录活细胞中的单离子通道电流,因此共同获得了1991年诺贝尔生理学或医学奖。

  随后,厄温·内尔开发了几种研究单细胞水平激素和神经递质释放的方法,揭示了肾上腺嗜铬细胞释放儿茶酚胺的机理和分子细节以及短期突触可塑性。

  因为儿时对花园里的生物兴致盎然,厄温·内尔树立了成为生物物理学家的目标,并为此不断努力,最终登上了诺贝尔奖的领奖台。 

少年立志

  1944年3月20日,厄温·内尔出生在德国巴伐利亚州的一个小镇,他的家坐落在一个花园里。“在那里,我会花数小时独自观察植物和动物,也几乎对花园里的每一块鹅卵石了然于心。”厄温·内尔回忆说,这段童年时光奠定了他探索生物奥秘的志向。

  在后续的求学生涯中,厄温·内尔成为生物物理学家的目标逐渐清晰。在学校里,他除了保持对生物学的浓厚兴趣之外,还热衷于技术和分析问题,物理和数学就成了厄温·内尔最喜欢的学科。与此同时,融合生物与物理领域新概念的文献逐渐发表,他第一时间接触了这些崭新的研究内容。他热切地阅读当时尚属流行词汇的控制论,并研究了他能够找到的所有关于神经兴奋的“霍奇金-赫胥黎理论”资料。

  到厄温·内尔准备大学入学考试时,他已经很明确自己要成为一名“生物物理学家”。他的计划是先研究物理学,然后研究生物学。

厄温·内尔  图 | WLF

  1963年秋,厄温·内尔在慕尼黑工业大学学习物理学。与典型的德国大学形成鲜明对比的是,这里的课程安排相当紧凑,有相当多以问题为导向的课程作为普通讲座的补充。“这种培训对我后续研究工作的许多方面都有很大帮助。”厄温·内尔评价。

追寻理想

  1966年,厄温·内尔获得奖学金前往美国学习。“我申请这个奖学金的初衷是,它说不定可以让我接触到生物物理学,事实果真如此。”厄温·内尔表示。

  在威斯康星大学麦迪逊分校的一年里,厄温·内尔全身心投入于一个研究低角度X射线散射的生物物理实验室中,这是他对生成用于质谱分析的大分子分子束的早期尝试。经过一年多的时间,厄温·内尔获得了“理学硕士”学位。

  正式接受完物理教育后,厄温·内尔认为自己已经准备好转向生物学,并准备按照计划执行。1967年回到慕尼黑,他四处寻找生物物理学博士项目,特别是与神经兴奋相关的课题。

  功夫不负有心人,厄温·内尔找到了马克斯·普朗克神经病学研究所。厄温·内尔回忆:“在那里,路克斯(Lux)博士正在研究蜗牛神经元中运动神经元和离子电流的突触机制。我们欣然就一个关于电压钳制蜗牛神经元的项目达成了一致意见。为避免空间夹紧问题,路克斯建议使用吸移液管进行局部电流密度测量。”

厄温·内尔参加世界顶尖科学家论坛  图 | WLF

  在路克斯博士实验室工作期间,厄温·内尔遇到了在同一研究所攻读博士学位的萨克曼。萨克曼对厄温·内尔正在研究的基本神经元机制非常感兴趣,在热烈的讨论中,他们很快成为了朋友。

喜获丰收

  为了追寻自己的梦想,萨克曼决定前往伦敦,在伯恩哈德·卡茨(Bernhard Katz)爵士的生物物理实验室工作。1973 年,萨克曼和厄温·内尔这对挚友在哥廷根再次相遇。此时厄温·内尔已经在一个物理化学实验室掌握了人工膜单通道记录的经验,而萨克曼则在神经肌肉接头研究领域经验丰富。

  “我们随即决定合作测量单通道电流,可以说是一拍即合。”厄温·内尔说。当时他们并没有想到,这项合作会让他们在18年后携手获得诺贝尔奖。

  1976 年,厄温·内尔在耶鲁大学的史蒂文斯(Charles F. Stevens)实验室工作了一年,发表了第一个单通道记录论文。此后不久,厄温·内尔的部门建立了独立的青年研究员实验室。“这非常有助于我们的紧密合作,并且也吸引了许多优秀的博士后研究员加入。”厄温·内尔表示。

厄温·内尔参加世界顶尖科学家论坛  图 | WLF

  厄温·内尔和实验室成员一起完善了单通道记录这项技术,并开发了不同的记录配置。厄温·内尔说:“我非常感谢这些合作者以及后来加入实验室的同事们。”

  1983年后,他的兴趣从通道本身转移到它们引发内部细胞并最终导致细胞反应的过程研究,如激素和神经递质的分泌。

  “在组建我自己的实验室前,我在实验室里遇到了我的妻子夏娃-玛丽亚(Eva-Maria)。婚后,我的家庭和研究之家齐头并进。”厄温·内尔透露。他的妻子同样从事科学研究,但为他放弃了自己的科学生涯,并在研究中过程中不断支持他。1978 年结婚后,厄温·内尔的妻子为他陆续生养了理查德、 本杰明、卡罗拉、西格蒙德和玛格丽特总共五个孩子。

特约撰稿  张泽茜

  编辑  羽   华

排版  杨   周

责任编辑  小   文

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