钱永健（美籍华裔生物化学家） 0 0
钱永健（Roger Yonchien Tsien，1952年2月1日-2016年8月24日），祖籍中国浙江省杭州市临安区，美籍华裔生物化学家、2008年度诺贝尔化学奖获得者之一，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，“中国导弹之父”钱学森的堂侄。先后任教于美国加利福尼亚大学伯克利分校以及加利福尼亚大学圣地亚哥分校。2016年8月24日，钱永健在美国俄勒冈州逝世，享年64岁。-
中文名:钱永健 民族:汉族 毕业院校:哈佛大学 职业:美国科学院院士 主要成就:检测钙离子浓度的染料分子 发现和改造绿色荧光蛋白 2004年度沃尔夫医学奖 2008年度诺贝尔化学奖 籍贯:中国浙江 性别:男 出生年月:1952年2月1日 星座:水瓶座
人物生平
童年经历
钱永健1952年2月1日出生于美国纽约，父亲是一名机械工程师，舅舅们在麻省理工学院当工程学教授。童年时代的钱永健就显露出科学天赋。
由于儿时患有哮喘，钱永健不得不尽量避免室外运动。他经常花上数小时在地下实验室中做化学实验。实验产生的鲜艳色彩让他着迷。
16岁那年，凭借一个金属易受硫氰酸盐腐蚀的调查项目，钱永健在美国全国性奖项“西屋科学人才选拔赛”中获一等奖。这项比赛现名“英特尔科学人才选拔赛”，是美国历史最久、最具声望的科学竞赛，参赛者以高中生为主，又称“少年诺贝尔奖”。
钱永健1972年获哈佛大学化学和物理学士学位，时年20岁。
有机染料
在英国剑桥大学读研究生时，钱永健发明出一种更好的染料，可追踪细胞内的钙水平。钙在多种生理反应中扮演关键角色，包括神经冲动调节、肌肉收缩、受精作用等。不过，计量细胞内钙水平的方法当时还相当原始，需要穿透细胞壁注射钙结合蛋白，这种方法通常会毁坏研究细胞。
钱永健利用化学技术发明出有机染料，与钙质结合时会戏剧性地改变荧光。
此外，钱永健还找到了为钙质“上妆”的方法，使染料无需注射即可穿透细胞壁。
在美逝世
2016年8月24日，钱永健在美国俄勒冈州去世，享年64岁。
据美国《圣地亚哥联合论坛报》报道，加州大学圣地亚哥分校校长透露，钱永健是在俄勒冈州的一条自行车道上去世的，但还未确定其去世的具体原因。
个人生活
父亲：钱学榘，汉族，美国波音公司的工程师（与钱学森同系钱王第33世孙）。
母亲：李懿颖，汉族。
哥哥：钱永佑，汉族，神经生物学家，美国科学院院士，斯坦福大学教授、曾任生理系主任。
舅舅：麻省理工学院的工程学教授，汉族。
堂兄：钱永刚（钱学森的长子），汉族，解放军某研究所高级工程师、上海交通大学兼职教授。
所获荣誉
1968年，即以金属如何与硫氰酸盐结合为题获美国西屋科学天才奖（TheWestinghouseScienceTalent）
1968年，拿了美国优秀学生奖学金（NationalMeritScholarship）进入哈佛大学。1972年获学士（化学和物理）。
1977年，获得剑桥大学博士及博士后（生理学）。
1981年，钱永健来到加州大学伯克利分校，并在这里工作8年，成为大学教授。
1989年，钱永健将他的实验室搬到加州大学圣地亚哥分校，现在他是该校的药理学教授以及化学与生物化学教授。
1991年，帕萨诺基金青年科学家奖；
1995年，当选美国医学研究院院士，比利时阿图瓦－巴耶－拉图尔健康奖，盖尔德纳基金国际奖，美国心脏学会基础研究奖；
1998年，当选美国国家科学院院士和美国艺术与科学院院士。
2002年，美国化学学会创新奖，荷兰皇家科学院海内生物化学与生物物理学奖；；
2004年，获沃尔夫奖（WolfPrizeinMedicine），全美化学学会，蛋白质学会等多项大奖；
2008年，与美国生物学家马丁·沙尔菲和日本有机化学家兼海洋生物学家下村修2名科学家以绿色荧光蛋白的研究获得该年度诺贝尔化学奖；
2009年，获香港中文大学颁授荣誉理学博士学位，获香港大学颁授荣誉科学博士学位。
科学研究
研究内容
钱永健是和下村修研究相关的一位重要科学家。他在成像技术中，有两项重要工作都与下村修有一定关系。
第一项是钙染料
1980年钱永健发明检测钙离子浓度的染料分子，1981年改进将染料引入细胞的方法，以后发明更多、更好的染料，被广泛应用。检测钙的方法有三种：选择性电极、水母素、钙染料。在钱永健的钙染料没有出现以前，具有空间检测能力的只有水母素，但当时水母素需要注射到细胞内，应用不方便，而钱永健的染料可以通透到细胞里面去。水母素和钙染料各有优缺点，目前用染料的人多。钱永健还发明了多种染料用于研究其他分子。
第二项是GFP
1994年起，钱永健开始研究GFP，改进GFP的发光强度，发光颜色（发明变种，多种不同颜色），发明更多应用方法，阐明发光原理。世界上应用的FP，多半是他发明的变种。他的专利有很多人用，有公司销售。
钱永健的工作，从八十年代一开始就引人瞩目。他可能是世界上被邀请给学术报告最多的科学家，因为化学和生物都要听他的报告，既有技术应用、也有一些很有趣的现象。他1952年出生，年龄允许等很多年（而80高龄的下村修没有这个优势）。所以，钱永健多年被很多人认为会得诺贝尔奖，可以是化学、也可以是生理奖。必须指出，钱永健非常肯定下村修的工作，钱较早公开介绍下村修的发现。
两兄弟分别获Rhodes和Marshall学者奖（通常认为是美国大学生竞争性最强的两个奖学金，克林顿总统曾获Rhodes）.
生物发光研究
1994年，华裔美国科学家钱永健（RogerYTsien）开始改造GFP，有多项发现。世界上用的大多数是钱永健实验室改造后的变种，有的荧光更强，有的黄色、蓝色，有的可激活、可变色。到一些不常用做研究模式的生物体内找有颜色的蛋白成为一些人的爱好，现象正如当年在嗜热生物中找到以后应用广泛的PCR用多聚酶后的一波浪潮。不过真发现的有用东西并不很多。成功的例子有俄国科学院生物有机化学研究所SergeyA.Lukyanov实验室从珊瑚里发现其他荧光蛋白，包括红色荧光蛋白。
生物发光现象，下村修和约翰森以前就有人研究。萤火虫发荧光，是由荧光酶（luciferase）作为酶催化底物分子荧光素（luciferin），有化学反应如氧化，以后产生荧光。而蛋白质本身发光，无需底物，起源是下村修和约翰森的研究。
下村修和约翰森用过几种实验动物，和本故事相关的是学名为Aequoreavictoria的水母。1962年，下村修和约翰森等在《细胞和比较生理学杂志》上报道，他们分离纯化了水母中发光蛋白水母素。据说下村修用水母提取发光蛋白时，有天下班要回家了，他把产物倒进水池里，临出门前关灯后，依依不舍地回头看了一眼水池，结果见水池闪闪发光。因为水池也接受养鱼缸的水，他怀疑是鱼缸成分影响水母素，不久他就确定钙离子增强水母素发光。1963年，他们在《科学》杂志报道钙和水母素发光的关系。其后Ridgway和Ashley提出可以用水母素来检测钙浓度，创造了检测钙的新方法。钙离子是生物体内的重要信号分子，水母素成为第一个有空间分辨能力的钙检测方法，是目前仍用的方法之一。
1955年Davenport和Nicol发现水母可以发绿光，但不知其因。在1962年下村修和约翰森在那篇纯化水母素的文章中，有个注脚，说还发现了另一种蛋白，它在阳光下呈绿色、钨丝照射下呈黄色、紫外光下发强烈绿色。其后他们仔细研究了其发光特性。1974年，他们纯化到了这个蛋白，当时称绿色蛋白，以后称绿色荧光蛋白GFP。Morin和Hastings提出水母素和GFP之间可以发生能量转移。水母素在钙刺激下发光，其能量可转移到GFP，刺激GFP发光。这是物理化学中知道的荧光共振能量转移（FRET）在生物中的发现。
下村修本人对GFP的应用前景不感兴趣，也没有意识到应用的重要性。他离开普林斯顿到WoodsHole海洋研究所后，同事普腊石（DouglasPrasher）非常感兴趣发明生物示踪分子。1985年普腊石和日裔科学家SatoshiInouye独立根据蛋白质顺序拿到了水母素的基因（准确地说是cDNA）。1992年，普腊石拿到了GFP的基因。有了cDNA，一般生物学研究者就很好应用，比用蛋白质方便多了。
普腊石1992年发表GFP的cDNA后，不做科学研究了。他申请美国国家科学基金时，评审者说没有蛋白质发光的先例，就是他找到了，也没什么价值。一气之下，他离开学术界去麻省空军国民卫队基地，给农业部动植物服务部工作。当时他如果花几美元，就可以做一个一般研究生都能做，但是非常漂亮的工作：将水母的GFP基因放到其他生物体内，比如细菌里，看到荧光，就完全证明GFP本身可以发光，无需其它底物或者辅助分子。
将GFP表达到其它生物体这项工作，1994年由两个实验室独立进行：美国哥伦比亚大学做线虫的MartyChalfie实验室，和加州大学圣迭哥分校、Scripps海洋研究所的两位日裔科学家Inouye和Tsuji。
水母素和GFP都有重要的应用。但水母素仍是荧光酶的一种，它需要荧光素。而GFP蛋白质本身发光，在原理上有重大突破。
Chalfie的文章立即引起轰动，很多生物学研究者纷纷将GFP引入自己的系统。在一个新系统表达GFP就能在《自然》、《科学》上发表文章，其实不过是跟风性质，没有原创性。
纵观整个过程，从1961年到1974年，下村修和约翰森的研究遥遥领先，而很少人注意。如果其他生化学家愿意，他们也可以得到水母素和GFP，技术并不特别难。在1974年以后，特别是八十年代后，后继的工作，很多研究生都很容易做。其中例外是钱永健实验室发现变种出现新颜色，并非显而易见。
人物轶事
家族传奇
钱永健的父亲钱学榘与钱学森是堂兄弟，都是吴越国太祖武肃王钱镠（liú）之后，两人均毕业于交通大学，并赴美国留学。对于家族的长辈钱学森，钱永健非常推崇。2007年在接受《细胞生物学杂志》采访时，他意外提到，母亲和父亲的家族中有很多工程师，其中，钱学森是中国导弹项目的负责人。
1952年，钱永健出生在纽约。或许是家学渊源，他打小就对科学产生兴趣。读小学时，父母给他买了化学实验玩具，但他觉得不过瘾。后来，钱永健在学校图书馆发现一本化学书，里面讲到怎么将紫色的溶液变成绿色，他于是被化学深深吸引。读高中的时候，他家地下室已经摆满瓶瓶罐罐。兄弟俩甚至悄悄制造火药，结果不慎起火，烧到乒乓球桌。尽管出现了事故，父母并没有阻止孩子们的化学实验，钱永健也只是将实验地点搬到室外的混凝土露台。
16岁时，钱永健凭借美国科学基金会资助的一个化学项目，获得专为中学生设立的西屋科学奖。不过，钱永健在哈佛大学就读时，并不喜欢当时的化学教学方式，兴趣开始向神经科学转移。后来，他获得奖学金，将前往英国剑桥大学攻读博士，其指派的导师是理查德·阿德里安（Richard Adrian）。
当时，钱永健的大哥钱永佑（Richard Tsien）刚好从英国牛津返回。钱永佑后来在斯坦福大学任职，并且和钱永健一样成为了美国科学院院士。钱永佑告诉弟弟，阿德里安是一位研究肌肉的电生理学家。钱永健顿时愣住了，因为那时他想研究的是大脑。
不过，阿德里安给了钱永健极大的自由度，钱永健开始研究如何观察大脑的神经信号网络。1980年，钱永健发明出检测钙离子浓度的染料分子。钙离子是生物体内的重要信号分子，因此，钱永健的这一发明被广泛应用于生物体内成像技术。很长一段时期，生物学家们忽视了钙离子的化学问题，化学家不了解钙离子信号的生物意义。兼具化学和生物背景的钱永健，则在多次失败之后有所斩获。
两年后，钱永健与漂亮的姑娘温迪（WendyGlobe）成婚。
16岁即以金属如何与硫氰酸盐结合为题获西屋科学天才奖（TheWestinghouseScienceTalent）。20岁获哈佛大学学士（化学和物理，WithaNationalMeritScholarship）。25岁获得剑桥大学博士及博士后（生理学）。曾获沃而夫奖（WolfPrizeinMedicine，2004），全美化学学会，蛋白质学会等多项大奖。
语录
2009年，钱永健获香港中文大学颁授荣誉理学博士学位、荣誉科学博士学位。钱永健说，“我在美国出生、成长，我不太会说中文，我是美国科学家，这一点很确定，我不是中国科学家。血统出身并不能决定一个人的身分，一个成功的科学家必出于一个开放的社会，自由的环境是培育科学家的要件。”
参考资料
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