莫听穿林打叶声 何妨吟啸且徐行——记清华大学生命科学学院院长王宏伟及其团队

□ 徐芳芳 黄雪霜

王宏伟（周学迅摄）

2016年4月，清华大学传来消息，为公众所熟知的明星教授、中国科学院院士、结构生物学家施一公履新清华大学副校长，而他原先担任的职务，即清华大学生命科学学院院长由该院教授、博士生导师王宏伟接替。

王宏伟是何许人也，为何能成为施一公的接班人，执掌清华大学生命科学学院？社会上很多人或许会有这样的疑问。然而，尽管外界的不解和疑虑如暗潮般涌动，王宏伟仍按照自己多年的处事风格，不急不躁，一步一个脚印地扎实推进自己该做的事情。

“压力往往来自社会对个人的评价，而思维惯性常常让我们以应试教育的方式来规划人生。比方说当一名教授，如果天天想着如何拿各种称号和荣誉，就会产生不符合自然规律的压力。我更愿意相信，在人生规划中，只要把该做的事情尽力做好，一切都会水到渠成。”抱着这样的心态，当院长任命下达的时候，他自己虽然都有些意外，却也坦然接受：“既然是组织信任，我愿意挑起这个担子。而且我觉得，在这种职务变动中，我依然是尽力做好自己该做的事情就好。”“莫听穿林打叶声，何妨吟啸且徐行。竹杖芒鞋轻胜马，谁怕？一蓑烟雨任平生。”一首苏轼的《定风波》寄托了王宏伟的人生态度和担当。

站在前人的肩膀上

1992年，王宏伟以优异成绩考取清华大学生物科学与技术系（清华大学生命科学学院前身）。水木清华，钟灵毓秀，探索生命，绽放青春。作为我国近代最早开展生物学教育和科学研究的基地之一，清华大学生物系自1926年成立以来，历经近百年奋斗，不惧波折，为我国培养和造就了冯德培、吴征镒等一大批知名的生物学家，为推动我国生命学科的发展做出了很多彪炳史册的重大贡献。

沐浴在这所巍巍学府浓厚的学术氛围和人文气息下，师从我国著名的生物物理学家、中国科学院院士隋森芳教授，王宏伟在2001年获得生物物理博士学位，毕业论文还获得了清华大学优秀博士论文。

与很多前辈一样，在清华打下扎实基础的王宏伟也想到外面的世界看一看。抱着这样的心态，在获得博士学位的那一年他就远渡重洋，到美国劳伦斯伯克利国家实验室从事博士后研究工作，师从著名冷冻电子显微学专家Eva Nogales。2005年他获得美国劳伦斯伯克利国家实验室杰出成就奖；2006年至2008年在劳伦斯伯克利国家实验室任Research Scientist；2009年1月开始在耶鲁大学分子生物物理与生物化学系任助理教授，曾获美国Smith Family Award for Excellence in Biomedical Research。虽然在国外闯出了一片天地，但在王宏伟的内心深处，一直对祖国、对母校清华怀有感恩之心，而这也是他最终选择踏上归程的重要原因之一。

当新世纪的钟声敲响，世界生命科学迎来了跨越式发展的契机。21世纪被认为是生命科学的世纪，新技术新思想层出不穷。乘着发展清风，清华大学生命科学学院也迎来了前所未有的机遇和挑战。

2009年，为了适应生命科学快速发展的需要，清华大学生物科学与技术系建制撤销，生命科学学院正式成立，由施一公任首任院长。优秀的师资队伍带动了科研水平的快速提升，产生出了一批在世界范围内颇具影响力的研究成果，在国内外生命科学领域受到了广泛关注。彼时，远在耶鲁大学任教的王宏伟感受到了祖国强大的吸引力和召唤。在施一公等学院领导的邀请之下，2011年，王宏伟做了一个他认为最应该做的决定，自然而然地遵从内心选择回到了这片培养他成长、成才的故土。

就像鸟儿归于山林，回到清华的王宏伟找到了持续飞翔的动力源泉。

国家蛋白质科学研究（北京）基础设施（简称“凤凰工程”）是列入国家高技术产业发展项目计划的项目，是由国家发改委、原总后勤部、教育部和北京市政府共同投资，以军事医学科学院为法人单位，联合清华大学、北京大学和中国科学院生物物理研究所等共同建设的一项国家重大科学基础设施。其中，以冷冻电镜为主的复合结构蛋白质组解析系统及功能蛋白质组研究系统的部分设施由清华大学负责实施（以下简称“清华基地”）。王宏伟回国后的主要工作之一，就是建设清华基地。

2012年，按照国家和北京市拨款进度，清华基地开始启动设备采购及基地建设工作。从最初与仪器设备生产厂家的沟通联系，到对仪器设备的技术参数进行论证，仪器设备的挑选、安装、调试，再到招聘合适的工作人员，组建团队来运行相关平台，以及对平台的管理……王宏伟亲历其中，付出大量的心血。在他的内心里，对清华基地这一平台充满了感情，为它感到骄傲和自豪。这样的自豪和喜悦比他自己个人在科研上取得突破还要更甚。

清华基地自建成以来已发挥了重要的龙头引领作用，其强大的支撑力已陆续展现。由于基地在设备、人员及工作机制等各方面的前瞻性设置，使原有的生命学科校级平台在设备支撑、技术服务、人才培养等各方面都有了一个质的飞跃，为推动清华大学结构生物学领域达到世界领先水平，发挥了不可替代的支撑作用。

截至目前，清华基地已经成为具有国际顶尖水平的世界上最大的冷冻电镜平台之一，已为150余家国内外科研单位包括生命科学、医学、物理学、材料、化学等各领域的科研工作提供了有效的设施和技术支持。尤其是施一公、颜宁等研究组依托清华基地做出了一系列尖端的原创性研究成果，在《细胞》《自然》《科学》三大国际顶级期刊共发表文章66篇。

执着科研（刘楠摄）

“人不可能一天就成长起来，就像生命科学学院如今的成绩都是在前人积累的基础之上取得的。这是个美好的时代，我们已经站在了前人的肩膀上仰望星空，但若要把梦想变为现实，仍需要我们一步一步脚踏实地去传承、去创造……”很自然，王宏伟将多年取得的成绩归功于集体，归功于前人的积累及后人的传承和创造。在他看来，身心融入这一光荣集体，才能像一束又一束生命里的微光，将生命的旅途一点点照亮。

冷冻电镜下的奥妙人生

2018年4月，王宏伟研究组在《细胞》期刊发表了题为“人源核酸内切酶Dicer蛋白与Dicer-pre-miRNA复合体的冷冻电镜结构”研究论文，这是国际上首次解析出人源核酸内切酶Dicer蛋白的高分辨率整体结构。

什么是冷冻电镜？很多这个领域的外行或许会有这样的疑问。

2017年，诺贝尔化学奖授予美国哥伦比亚大学的弗兰克、英国剑桥大学的亨德森和瑞士洛桑大学的迪波什3位教授，以表彰“他们在冷冻电子显微术领域中的贡献。该技术可用来确定溶液中生物分子的高清晰度结构”，冷冻电镜也因此进入更多人的视野。而王宏伟早在1996年攻读博士学位时就与冷冻电镜结缘，并在这个领域耕耘至今。

“我们人体都是由蛋白质、核酸等生物大分子所组成的。以蛋白质为例，每个人身体里有几万种不同的蛋白质，它们相互组合，发挥不同的功能，以维持生命的运转。那么这些蛋白质各自都是怎样工作的呢？就像街上跑的各种汽车，如果你想了解这些汽车的工作原理，就要把它们里面的精细结构弄清楚，搞明白每一个零件是怎么装配的，这样我们才能知道汽车是怎么工作的，为什么能在大街上跑。结构生物学就可以把蛋白质分子的精细结构及它们装配的方式阐释清楚。冷冻电镜技术是结构生物学一个很重要而且很巧妙的研究手段，能将处于生理条件下的含水生物样品快速冷冻至非晶玻璃态的冰中，再利用透射电子显微镜观察冷冻状态下的样品，并结合图像处理技术解析生物大分子结构，因而该技术具有其他手段所不具备的独特优势。冷冻电镜技术近年来在仪器硬件及结构分析软件方面的革命性突破，大大扩展了该技术的应用范围，深刻地改变着结构生物学的研究内容和格局……”对自己的研究领域，王宏伟总是充满了极大的热情。据他介绍，在过去的20多年里，我国的结构生物学研究取得了飞速发展，已经成为了结构生物学研究大国，但是基于自主知识产权的结构生物学方法与技术开发的研究成果还非常少。

作为国内最早参与冷冻电镜研究的科研工作者之一，王宏伟最初在导师的带领之下，一直致力于推动相关学科在中国的发展。跨出国门后，他在相关领域的科学研究殿堂里汲取养分，更是积累了丰富的居于国际前沿的科学知识和技能。回国后，他领导课题组主要开展冷冻电镜方法学开发，并深入开展与RNA代谢和质量控制相关的核酸—蛋白质复合体的结构与机理的研究，主持承担了科技部国家重点研发计划项目、国家自然科学基金重点和面上项目等多个国家重要项目课题，取得了一系列卓越的、富有开创性的科研成果。

冷冻电镜技术解析生物大分子结构，具有样品需求量少、分子结构更接近生理状态、不需要结晶、可以对超大分子复合物进行研究等独特优势。但该方法远未达到成熟，存在很多技术难题需要克服。王宏伟及其团队针对冷冻电镜方法学面对的难题，积极探索开发新的电镜成像与软件算法的相关原理与技术，努力推进冷冻电镜结构解析的极限。他们先后开发了一系列巧妙的算法，包括利用和开发根据相位板显微成像的单颗粒重构滤波算法，首次获得了200kDa人源Dicer蛋白及其与不同RNA底物形成的复合体的冰冻含水样品三维重构模型；在清华大学将一种新型的相位板与物镜球差矫正装置相结合，创造性地实现了世界上首次在过焦条件下的冷冻电镜解析生物大分子结构等。

近20年来，RNA在细胞基因表达调控中的重要性越来越受到重视。对多种RNA的生成、成熟、加工及降解途径中的分子机理研究，对于理解RNA水平上的基因表达调控具有非常重要的基础理论阐释与应用研究意义，但这方面的研究才刚刚起步。王宏伟建立独立实验室以来的一个重要研究方向就是应用冷冻电镜技术对RNA代谢途径中，尤其是对RNA干扰通路、RNA质量控制通路及RNA剪接过程中的重要核酸蛋白质复合体进行结构与机理研究。多年耕耘，他在相关领域已经做出了一系列研究成果。

2007年，他利用电子显微学及单颗粒重构技术首次报道了有活性的真核生物10亚基Exosome的三维结构，提出了RNA底物在该复合体中被降解的多种可能途径。此后他们团队还揭示了Exosome内部存在至少两条RNA降解通路，获得了Exosome复合体在RNA空载状态与结合状态的三维结构等。

经过近10年的努力，王宏伟带领团队解决了蛋白质样本准备、冷冻样本制备、数据收集及处理等多方面的技术难题，最终采用从哺乳动物293F细胞系中共表达蛋白复合体、亲和层析分离纯化蛋白质，采用纯金或者镀金载网制备出了分布较为均一、优势取向相对较少的冷冻电镜样品，并获得了人源Dicer及其辅因子蛋白TRBP复合体4.4埃的高分辨率三维结构。正是基于相关成果的累积，才有了2018年5月发表在《细胞》期刊上的创新成果。该成果获得同领域专家的高度评价，被认为“该工作是RNA干扰领域的又一个重大突破”“Dicer研究的里程碑式的成果”。

2016年4月，在清华大学召开的国际剪接体学术研讨大会上，王宏伟团队与美国阿尔巴尼大学的Marlene Belfort教授和美国纽约州卫生部Wadsworth中心的Rajendra Kumar Agrawal教授合作的成果，即揭示内含子RNA与其编码的蛋白质在RNA剪接反应中的协同作用方面的成果，引起了剪接体领域科学家们的广泛关注，相关工作被认为是该领域的重要突破之一。

截至2019年2月，王宏伟在冷冻电镜领域共发表SCI论文85篇，其中通讯作者论文31篇。因为在科研上的杰出贡献，他先后获得了国家自然科学奖二等奖（第二完成人）、谈家桢生命科学创新奖、国家杰出青年科学基金等奖励与荣誉，入选了国家“青年千人计划”和第四批国家“万人计划”科技创新领军人才。

牛顿曾说过：“真理的大海，让未发现的一切事物躺卧在我的眼前，任我去探寻。”与每位对科学怀抱好奇之心的科学家一样，王宏伟在冷冻电镜这一自己倾心探寻的魅力世界里快乐探寻，享受其中。“冷冻电镜技术一出现，很多曾经神秘的生物微观世界的真相，都会大白于天下”，发明者的一小步，人类的一大步。于王宏伟而言，一个科学谜题解开，另一个谜题也会到来，而等待他的探索也将是无止境的。

兼收并蓄，绽放生命光彩

不疾不徐、温文尔雅，一直以来，王宏伟给人的第一印象都是严谨却不失亲和力。亦如他的谈吐，一字一句，娓娓道来，力求周全、稳妥。但他身上也有着众多海外归来学子特有的在科学领域自由激辩的活力和自信。十年海外留学生涯，让他早就对自由、开放、平等交流的文化氛围有了深刻的认同。“立德立言，无问西东”，一方面承接优良深厚的传统底蕴，一方面将西方所长为我所用，与很多曾经留学海外归来的学子一样，王宏伟力求让清华生命科学学院立足国际前沿的同时能绽放属于自己的光芒。

悠悠近百年，有辉煌，有挫折。他深爱自己所带领的这支光荣团队，以她为荣，以她为傲；他能将学院里的每个科研方向统筹于心，层层布局，思索未来；他能细数学院里每一个领域方向里的每一位名师，为他们获得的成果感到高兴……但他最牵挂的，还是学院里的学生。百年大计，教育为本。与清华结缘20余载，曾经，在恩师及其他前辈的指导之下，王宏伟一步步完成了从学子到导师的转变，又一步步从普通的教研人员，变成了独立的PI，成为一院院长。如今，他也愿意尽自己所能，给后辈创造自由开放的氛围和舞台，鼓励他们用新思维、新方法去积极探索生命交叉学科的神奇奥妙，让他们在探索中寻觅到自己未来的方向。

这些年来，王宏伟始终坚守在教学一线，年平均授课54学时。他还主持建立了清华北大生命科学联合中心研究生课程“现代生物学技术”，针对现代生物学技术的主要研究方法进行模块化教学。课程开设至今，每年听课人数达150人。

“好思严谨，言传身教；师生相得，亦师亦友”。在学生们眼中，他们的导师虽然事务繁忙，但一直都很细致，细致到可以每周一次雷打不动参加实验室所有研究小组的课题讨论；细致到可以详细询问各小组所有成员的实验情况，了解他们的困难并给出方向指导；甚至还细致到了解学生家庭困难，主动帮其垫付学费……学院官网上，一张王宏伟被学生簇拥着抛向天空的照片特别醒目，鸟巢背景下，可以看出不管是他还是每一位学生，都是笑从心生。

包容并蓄的思维注定了王宏伟和他的团队要敞开胸怀，携世界之手，创新同行。这些年来，学院积极开展与国内外同行之间的交流与合作，促进多学科交叉和协同创新，不仅努力使学院成为中国青年科学家的培养基地，本科生和研究生的教学改革中心，而且致力于成为国际一流的生命科学的交流与合作中心，为中国生物学家融入国际大舞台搭建一个良好的平台。以清华基地为例，自基地建成之后服务和合作对象已由国内辐射至众多国际名校，先后与耶鲁大学、康奈尔大学、密歇根大学等世界名校在结构生物学领域开展合作；与北京大学、复旦大学、浙江大学、南开大学、北京协和医学院等国内兄弟高校在蛋白质晶体筛选制备、细胞分选、代谢组学等领域开展合作；与中国科学院生物物理研究所、北京航空航天大学、中国医学科学院等开展细胞影像及蛋白质分子的动态结构研究……2018年1月—10月，清华基地为571个不同科研团队及公司提供了测试服务，组织各类培训及研讨会72场，培训学生1523人次。

与学生亦师亦友(张强锋摄)

一花引得百花开，自由开放却不失严谨的科研氛围推动了学院各方面的发展。让王宏伟感到高兴的是，在清华大学生命科学学院全体师生的共同努力下，学院如今已经发展成为我国生命科学领域最具特色和最有影响力的科学研究与高级人才培养基地之一，成为“国家理科基础科学研究和教学人才培养基地”和“国家生命科学与技术人才培养基地”，学院建设的“现代生命科学实验教学中心”是首批“国家级生物学实验教学示范中心”。学院拥有“生物学”一级学科博士学位授予权，在教育部“学位与研究生教育发展中心”组织开展的第四轮（2017年）学科评估中，清华大学的“生物学”一级学科被评为A+学科。2015年以来，学院以第一作者单位在国际顶尖杂志 (《细胞》、《自然》和《科学》)上发表论文45篇，其中，2017年发表14篇。

“但无论这些年我们在多少期刊上发表了多少篇文章，评了多少优秀人才，取得了怎样优秀的成绩，对我而言，更关注的还是那些最基本的问题，诸如怎么鼓励教师做最本质的科学研究，怎么能够给学生提供最好的培养，包括鼓励他们的创新思维模式、培养他们扎实的科研技能等。保持一颗初心最为重要。”还跟过去一样，不管在任何时候，王宏伟还是会选择脚踏实地做好自己应该做的事。