阿诺德：历经坎坷，终成“酶的导师”

苏更林

随着2018年诺贝尔化学奖的揭晓，一位传奇女科学家的名字—弗朗西斯·阿诺德—迅速走进了公众的视野。她身上无数的光环令全世界瞩目。从一个思想天马行空的小女孩，到驾驭进化力量的大科学家，阿诺德到底走过了怎样的人生历程呢？

思想天马行空的小女孩

阿诺德1956年生于美国，在宾夕法尼亚州匹兹堡的郊区长大。阿诺德的家庭背景优越，她的父亲是核物理学家，兄弟们也都是科学家。在自由宽松的家庭氛围中，阿诺德可以根据自己的兴趣行事，因此她从小就养成了独立的性格。她曾经在经济困难的时候，为了解决房租和生活费的问题，到一家出租车公司开出租车，还到一家俱乐部当过鸡尾酒服务员。

少年时期的阿诺德对人生并没有特别的规划，只是一个有着天马行空的想法的女孩。虽然恣意的性格让她的学习成绩受到了一定影响，但她依旧渴望能够进入一所好的大学继续学习。她申报了普林斯顿大学的机械和航空航天工程专业，成了当时班里唯一的女生。

改变从化学开始

阿诺德早年的人生轨迹似乎与化学并没有太大的关系。用她自己的话来说，她最初的设想并不是当一名科学家，而是成为一名外交官，或者某个跨国公司的首席执行官。

20世纪70年代，石油危机以及三里岛核事故的发生引发了她的思考。20世纪80年代生物燃料的发展，使她对可再生能源产生了浓厚的兴趣。阿诺德决定到加州大学伯克利分校学习化学工程，这成为改变她人生轨迹的一次重要选择。1985年，她获得化学工程博士学位；1986年，她转至加州理工学院继续进行博士后研究，后来留校任教。

阿诺德的研究侧重于蛋白质的定向进化及其在替代能源、化学和医学方面的应用。20世纪80年代，阿诺德在生物技术和工程方面取得了数十项专利和多项专业荣誉，并且获得了国家技术和创新奖章。

然而，在由男性主导的工程领域，阿诺德的工作并没有受到太多的重视。有人质疑阿诺德研究的不是科学，还有人指责她傲慢自大。阿诺德根本不在乎这些，她仍然坚定地走着自己的路。她说：“他们的说法不会困扰我……要说我傲慢，我从来都不否认，但我从不怀疑我所做的事情的意义和重要性！”

把悲伤留给历史

科学家也是平凡的人。在阿诺德的职业生涯走向辉煌的时候，接连不断的家庭变故对她而言无疑是沉重的打击。

2001年，她的第一任丈夫詹姆斯·贝利因癌症去世。两人育有一子。

阿诺德是一个工作狂，在加州理工学院的27年里，她只休过一次假。2005年，她与家人一起到澳大利亚、马达加斯加等地休假，休假回来后，阿诺德被诊断出罹患乳腺癌。她勇敢地接受了抗癌治疗并最终康复。是她的乐观态度，帮助她战胜了疾病。

2010年，她的第二任丈夫兰格自杀身亡。两人育有两子。作为一个单亲妈妈，她不仅要照顾三个孩子，还要进行创造性的工作。

2016年，厄运再次降临到她的头上—她的一个儿子在一场事故中意外身亡。

这对她的打击实在是太大了。

2017年，在加州理工学院的一次公开演讲中，她提到自己的人生波折时几度哽咽。但她这样安慰自己：“总有比你处境更糟糕的人。我感谢每天都能做自己喜欢的事情。”

试管里的“定向进化”

生物进化形成了复杂而美丽的世界，其中生物酶扮演了极其重要的角色。生物酶是一种极为特殊的高效催化剂，其化学本质是具有催化活性的蛋白质或核酸。

自然界的氮循环离不开固氮酶的催化作用，它能以极其温和的方式把分子氮还原为氨，整个过程中都是对环境友好的。而工业上合成氨需要在高温高压条件下才能实现，会消耗大量的能源，同时产生大量污染物。

阿诺德认为，我们应当向大自然学习，模拟自然的进化过程，改进我们的工业生产方法，获得人类所需要的酶。这是她不懈努力的方向。

自然界中蕴藏有极其丰富的酶资源，但有些酶并不令我们满意。阿诺德作为“定向进化”的先驱，在驯化酶的研究中做出了开创性的贡献。所谓“定向进化”，就是在试管中运用达尔文进化论的原理，改良或创造新的酶类蛋白质。

蛋白质的进化在自然界中可能需要数千年的时间，而在试管中只需要几个小时的时间就够了。然而，要获得符合我们期望的生物酶并不是一件容易的事。阿诺德曾说：“我不在乎999999次的實验有没有作用，我只想找到100万次里面成功的那一次。”

最终，阿诺德通过“定向进化”在试管中培育出了更好的生物酶，利用这些酶可以生产生物燃料、环保塑料、药物以及其他特殊化学品，从而解决地球的生态问题。

阿诺德说：“定向进化让我们能够重写生命密码，特别是用它来解决人类的问题。”她还说：“我希望我的获奖能凸显一个事实：女性可以把科学做得很好，并且同样可以为世界做出贡献！”