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本文转载自:三士渡
2022年10月5号诺贝尔化学奖公布,让全世界都记住了“卡罗琳·R·贝尔托齐”这个名字。
贝尔托齐是今年诺贝尔科学奖获奖者中唯一的女性,也是历史上第八位诺贝尔化学奖女性得主,为点击化学(Click Chemistry)和生物正交化学(Bioorthogonal Chemistry)领域做出了杰出的贡献。
网上对贝尔托齐的报道有很多,一张张标签纷纷贴在了她的身上“多重身份”、“叛逆拽姐”、“斜杠青年”、“天选学霸”、“开挂人生”…
大家的关注点无非是她的「学霸家庭」:贝尔托齐的父亲是麻省理工学院的物理教授,研究领域是核物理实验;姐姐是加州大学洛杉矶分校的数学教搜,在非线性微分方程方面颇有造诣。
或者是她的「摇滚前半生」:贝尔托齐进入哈佛读书。一开始想学音乐,被父母劝退后,仍没忘记自己的兴趣爱好,在哈佛加入了一个重金属乐队,叫“厌倦教育”(Bored of Education)。
▲ 其中她一位朋友汤姆·莫雷罗(Tom Morello)成了摇滚巨星,给《黑客帝国》结尾作曲。他在贝尔托齐拿到诺奖后第一时间送上了祝福。
抑或她的「开挂人生」:哈佛本科,伯克利读博,斯坦福执教。32岁拿下马克阿瑟天才奖,成了该奖项有史以来最年轻的获奖者。
所有的证据都好像指向了一个观点:她拿诺贝尔奖简直易如反掌。
可事实是,就算是BUFF叠满的人生赢家,也不一定能拿到诺贝尔奖。女性科学家的艰难在这些标签化的叙述中被严重忽视了。
哈佛的碰壁
时间线回到贝尔托齐在哈佛读本科的日子。
贝尔托齐的父亲是MIT的教授,他一直希望两位女儿也能来MIT,毕竟学校承诺了免学费。
贝尔托齐却选择了哈佛。在她看来,跟MIT相比,哈佛有更多理科课程之外的选择。她的姐姐去了普林斯顿,这一家人确实很牛。
她大学一直混迹于各种大学的摇滚乐队中当键盘手,拿下了不少藤校的音乐比赛奖项,也曾想过拿一个音乐专业,但她从未放弃过理科的学习。
她一开始学的是生物,后来接触了有机化学后,深深爱上了它(能爱上Orgo的不是一般人,NYUer学着点)。
她也喜欢实验室的工作文化:自由、灵活、挑战和深夜的实验马拉松,让她萌生出了读博的想法。
贝尔托齐大四的毕业论文是跟匹兹堡大学的物理有机化学家乔·格拉博斯基(Joe Grabowski)合作的,建立了一个光声热量计。
这是她第一次掌控一个独立项目,需要写很多代码,已经远超出了本科生的水平,但导师从未阻拦她的研究。对此,贝尔托齐表示很感激:“他有认真把我当成一个博士生来对待。”
问题来了,为什么贝尔托齐不找哈佛教授来当导师?
虽然她没明说,但彭博新闻社一篇采访中曾提到,当贝尔托齐试图与某些哈佛教授一起做研究时,被冷漠回绝了,这些教授拒绝与女性合作。
注意了,这是1980年的美国,不是19世纪80年代的美国。哪怕你是哈佛学生,哪怕你再有能力,只要你是女性,就可能与科研机会失之交臂。
也许是在哈佛遭遇了不愉快的经历,贝尔托齐申请博士时,把目光从东海岸投向了西海岸。
美国科学院院报一篇采访中提到,当年的化学博士项目中,不论学生还是教员都没有多少女性。她想找一个女性拥有更多研究权利的大学,而加州大学伯克利分校正是她的心之所向。
自由的伯克利
90年代的伯克利是怎么样的呢?
据Quora上当年读书的人描述,那是一个激动人心、思想碰撞的地方。
“这座城市到处都有好咖啡、好书店,电影院永远在播放一些有趣的东西。运气好的话,你能用一张电影票的价格看到两部经典电影。战争已经结束,学生没那么政治化,但学校依然充斥着女权主义和反体制情绪。
刚到伯克利的你会立马被人类多样性淹没,斯普劳广场(Sproul Plaza)充满了你从未遇见过的危险思想的人,你可以与他们争论,给《加州日报》的编辑写信。你发表观点的时候,不会感到思想警察正用手死死钳住你的嘴…”
在如此自由的风气下,贝尔托齐进入加州大学伯克利分校马克·贝德纳尔斯基(Mark Bednarsk)的实验室攻读博士学位。
我们现在所熟知的化学生物领域,在当年还是一个全新的概念。伯克利恰好是开启生物化学新兴领域的地方。
贝德纳尔斯基是个年轻的助理教授。他是新人,但在生物和化学领域有很多创新的想法,比如用开发设计糖类的方法来研究细胞-细胞和细胞-病毒的相互作用。
正是他带领着贝尔托齐走进了碳水化合物化学领域(Carbohydrate Chemistry)。
可惜,他在贝尔托齐读博第三年不幸患上了结肠癌,没办法继续做科研了。于是,贝尔托齐只能和其余3-4名研究生,在没有导师的情况下,把剩余的博士课题给做完。
实验室很小,只有4到5名研究生。贝尔托齐作为实验室的高年级学生,主动肩负起了PI的角色。除了做实验,她还得负责给实验室购买化学品和试剂,俨然成了这个小组的“小老板”。
当然,她也不忘慰问她生病的导师贝德纳尔斯基。在她看望导师的这段时间,她对癌症的诊断治疗、病人的感受有了更深入的了解。
这也促使她拿到伯克利的化学博士学位后,全力投身于生物学,去到加州大学旧金山分校医学院的免疫学实验室工作。
巨人的肩膀
当时跨专业读博士后还不普遍,贝尔托齐的决定被认为是一件奇怪的事。但我们发现,不论是玩音乐、做科研还是转专业,她每走一步都是在顺从内心的感召。
也正是她在博士后的经历,为她在“点击化学”和“生物正交化学”领域的研究奠定了基础。
贝托尔齐在做博士后研究时,对一类叫做聚糖的复杂碳水化合物分子十分感兴趣。它是位于细胞表面的复杂碳水化合物(即糖类),癌变时会发生结构性的变化。
当时蛋白质和核酸都有成像技术,唯独糖分子没有。贝托尔齐觉得,如果科学家能检测细胞和组织上的糖分子动态,就能了解药物是如何在体内发生作用的?
数年研究后,贝尔托齐决定用荧光来标记这些糖分子,方便在显微镜下看清它们。
这个想法听着简单,实操很难。如何在给糖分子加上荧光标记的同时,不影响到其他分子的功能?这个问题着实让研究者伤透了脑筋。
经过大量尝试,贝尔托齐发现突破口在于Staudinger反应。
注:赫尔曼·施陶丁格(Hermann Staudinger)是德国著名的化学家,他因在大分子化学领域的发现于1953年获得诺贝尔化学奖。他的名字也因他命名的Staudinger反应永垂青史。
贝尔托齐打破了常规的思维定势,将化学领域的Staudinger反应用于生物领域,成功将荧光分子与引入聚糖中的叠氮化物连接起来,开创了一个用有机化学探索生物系统领域的全新时代。
▲ 贝尔托齐为细胞上的聚糖分子加入荧光标记
她也因此拥有了以自己命名的化学反应Staudinger-Bertozzi连接(Ligation)。
《有机人名化学》一书的作者李杰教授曾采访过贝尔托齐,采访结束时,她问他:“你认为Staudinger-Bertozzi连接可以叫人名反应吗?”
注:当一个化学反应(尤其是有机化学反应)被某人所发现或加以推广,便以TA的名字来命名作为纪念,这样命名的化学反应称为人名反应。
李杰不以为然,他认为贝尔托齐只不过是站在了巨人的肩膀上,算不上什么原创。后来,当贝尔托齐拿到了诺贝尔奖,他才意识到自己被啪啪打脸了。
Staudinger-Bertozzi不但是人名反应,而且会被永远地载入史册。
超人的迷茫
如果你以为贝尔托齐像强大的女超人从未迷茫过,那你就错了。科研人员会有的担忧,她都经历过。
2016年,贝尔托齐在《美国化学学会》期刊发表过一篇很严肃的社论,呼吁美国政府和大学多雇佣、晋升化学界的女教授。
她在文章中分享了一段自己与父亲的对话。
当贝尔托齐拿到自己的实验室,浮上心头的不仅是沉重的责任,还有对失败的恐惧,她只好去找父亲谈心。
她父亲先是聊到她刚学车那会儿,从父亲手中接过车钥匙,毫不在乎自己是新手司机就上路的经历。
接着,父亲说道:“你有自己的实验室?去吧!你有什么可失去的?”
贝尔托齐:“如果我得不到研究经费怎么办?”
父亲:“那又怎样?只要你还能得到报酬,再试试吧。”
贝尔托齐:“如果我拿不到终身职位(Tenure)呢?”
父亲:“那又怎样?这仍然是一份很好的入门工作,可以为许多其他高薪工作培养技能。”
事实证明,她父亲的判断是对的。
贝尔托齐身边那些没能拿到晋升的教授,顺利跳到了业界的高级职位,在不同领域发光发热。
他们在学术界经营了几年的实验室,有了项目和预算管理经验,积累了宝贵的人际关系。在工业界,没有一个与之年龄匹配的化学家能以同样的速度,发展这些综合技能。
而贝尔托齐本人也因为自己的研究发现,成功创办了不下5家生物技术公司。从利用研究来开发肺结核的低价测试,到治疗新型癌症的产品,贝尔托齐希望为攻克人类的不治之症做一份贡献。
在贝尔托齐看来,她自己是非常非常幸运的。在她最迷茫的时候,有善意的导师带她领进门,有明智的父亲为她指明方向。
而更多的女性科学家却没有这么幸运,她们的科研之路因为各种各样的外界原因中断了。
因此,贝尔托齐一直以来致力于提倡多样性,招募不同性别、种族、国籍的研究人员进入自己的化学实验室。她认为,多元化的人才能帮助自己成为一个更好、更有影响力的科学家。
她也在各种会议、期刊上呼吁美国大学向科技公司学习,提升大学工作的福利,以吸引更多女性人才。比如,Neflix员工不限休假天数,如果员工需要,甚至有权享受长达一年的带薪育儿假。
贝尔托齐认为,学界不应该是循规蹈矩的代名词,它应该充满活力、允许变通、顺应时代变化。
经典的采访
最后,我想跟大家分享一个有意思的插曲。
当贝尔托齐得奖后,诺贝尔基金会大半夜立刻派推广部的首席科学官亚当·史密斯(Adam Smith)对她进行采访。
史密斯问道:“你对自己是历史上第八位拿到诺贝尔化学奖的女性得主,是怎么看待的?”
贝尔托齐回答:“我不禁想到在我之前的所有女性,她们同样做了非常重要的工作,与我所做的一切一样重要,但没有机会被认可。世界上有这么多了不起的女科学家,我相信她们会越来越多地出现在诺奖的名单上。”
对方似乎没理解她的点,继续问:“但这个进展似乎有点慢啊…身处于几乎全是男性环境中,你有什么建议想给到那些想突破重围的女性科学家吗?”
贝尔托齐还想说点什么,门铃响了,采访被突然到访的斯坦福出版社的人打断了。
最后,贝尔托齐重申了刚才的发言:“我对科学的发展趋势非常乐观。现在有这么多可见的优秀女性,我有很多理由保持乐观。”
她想传递的意思其实很清楚了:别问女性能为诺贝尔奖带来什么?
当你真正认可了女性科学家的成就,她们就准备好跳上台拿奖了。
Reference:
https://www.nobelprize.org/nomination/chemistry/
https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2022/bertozzi/interview/
https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acscentsci.6b00102# 
https://www.bloomberg.com/opinion/articles/2022-10-06/nobel-prize-for-chemistry-goes-to-carolyn-bertozzi-rockstar-chemist-and-mentor
https://metalinjection.net/news/2022-nobel-prize-in-chemistry-winner-used-to-be-in-a-band-with-tom-morello
https://www.pnas.org/doi/full/10.1073/pnas.0914469107
https://www.chemistryworld.com/culture/carolyn-bertozzi-shooting-hoops-is-very-meditative/4015634.article
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