钱永健(1952年2月1日-2016年8月24日),出生于
纽约,祖籍浙江
杭州市临安,是中国导弹之父钱学森的堂侄,著名的生物化学家,
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,
加利福尼亚大学圣迭戈生物化学及化学系教授,
诺贝尔化学奖。
钱永健本科就读于
哈佛大学化学和物理专业,博士毕业于英国
剑桥大学。 1981年,钱永健入职加州大学伯克利分校。1989年,钱永健将他的实验室搬到加州大学圣迭戈分校,任该校的药理学教授以及化学与生物化学教授。1995年,钱永健当选为美国医学研究院院士。1998年钱永健当选为美国国家科学院院士,同年当选为美国艺术与科学院院士。
钱永健长期从事生物化学研究,他几乎囊括了所有生命科学领域大奖。2004年,凭借在设计和生物应用新型
荧光和光可溶分子来分析和干扰
细胞信号转导方面的开创性贡献,他获得2004年
沃尔夫医学奖。2008年,凭借绿色荧光蛋白(GFP)的研究贡献,钱永健与美国生物学家
马丁·沙尔菲、
日本有机化学家兼海洋生物学家
下村修共享该年的诺贝尔奖化学奖。
钱永健从小喜欢
化学,常常在家中地下室里做化学实验,这些实验,让钱永健对化学产生了浓厚的兴趣。16岁那年,他研究金属如何与硫氰酸盐结合,并写出出色的论文,荣获美国高中生科研项目最高奖“西屋科学人才选拔赛”
一等奖。
1968年,钱永健领取了美国国家优等生奖学金并进入
哈佛大学学习。1971年暑假期间,钱永健跟随奈尔逊·江医生接受了严格的听觉神经生理学训练,他对这些训练非常感兴趣并此后一直从事
神经科学领域的研究。
1972年,钱永健从哈佛大学毕业并获得
化学物理
学士,毕业后他前往
剑桥大学深造。在就读研究生期间,他观察到传统的神经系统电生理学实验是把一个微型电极置放到麻醉动物大脑里去进行不同的反应分类,他有不同的实验主张,他认为:要弄清楚大脑海量的
神经元以及彼此发出信号和由此得到的信息,就必须给神经元着色。于是,钱永健开始设计和分析新的
染料.用来作为研究神经元活动的工具。1975年,钱永健开始研究钙染料,通过
细胞中钙质含量与有机染料结合,呈现不同颜色
荧光。
1977年,钱永健博士毕业后继续留在剑桥,在冈威尔&凯休斯学院做博士后研究,他集中精力研究Ca2+信号,测试和开发Ca2+
荧光指示剂。
1980年,钱永健发明了一种合成荧光材料—参茎(quin2)。这种
染料可以选择性地与钙结合。除此之外,钱永健还设法把参茎和探针放进完整的细胞内,这种探针被广泛地使用在探索细胞内部钙信号的相关研究中。在此期间,钱永健首次实现可以直接测量在淋巴细胞里的Ca2+,还可以用小的
哺乳动物细胞来研究ca2+。
1982年,钱永健入职
加利福尼亚大学伯克利分校生理解剖学系。在此期间,改进合成了Ca2+指示剂和一种Na+指示剂(SBFI),这些指示剂至今还在使用;他的小组还研究制作出了钠
荧光传感器和pH 值荧光传感器。
1989年,因受限于设备和资金,钱永健转入加州大学
圣迭戈分校,任该校药理学教授以及化学与生物化学教授。在这所大学,钱永健开始研究GFP,借助
脱氧核糖核酸技术,钱永健把GFP上不同部位的氨基酸进行重组.创造出崭新的GFP变体,使它们能发出如青绿色、蓝色和黄色等更多色彩的光。科研人员借助该项技术,可以同时给不同的
蛋白质标记上不同的颜色,从而可以动态地检测它们的变化以及相互之间的作用。钱永健虽然扩大了色彩的范围,但是却无法得到发出红光的GFP。
俄罗斯科学家米哈伊尔-马兹和谢尔盖·卢克扬诺夫从发出荧光的珊瑚中发现并
克隆了第一个红色荧光蛋白DsRed。但是,这个红色的蛋白质因太大太重,无法像其他GFP一样嵌入基因之中。钱永健通过
基因工程改造了这种红色蛋自质,使它更小更轻,也能够加入到其他蛋白质中。
1995年,钱永健当选为美国医学研究院院士,1998年,当选
美国国家科学院院士和
美国艺术与科学院。
2008年10月8日,钱永健、
下村修、
马丁·沙尔菲三人因发现和应用GFP而共同获得2008年
诺贝尔化学奖。三人之中,下村修1962年在北美西海岸的
水母中首次发现了绿色荧光蛋白GFP,随后,马丁·沙尔菲在利用绿色荧光蛋白做生物示踪分子方面作出了贡献,而钱永健让科学界更全面地理解绿色荧光蛋白的发光机理,他还拓展了绿色以外的其他颜色荧光蛋白,为同时追踪多种生物细胞变化的研究奠定了基础。
绿色荧光蛋白变体:钱永健最重要的成就是拓展了绿色以外的其他颜色荧光蛋白,这项研究成果在生物学研究中被广泛使用,它们被用来结合和跟踪癌细胞、辅助基因治疗、图像丝分裂,还可以用来将神经元染色和监视亚细胞器(如线粒体)的信号。这些成果使得人类对微观生物学的研究进入一个时空结合,研究鲜活动态过程的新时代。这些荧光变体甚至还成为了艺术家们创作的灵感。
发明可追踪细胞内钙水平的合成荧光材料:钱永健在英国
剑桥大学读研究生期间发明的可追踪细胞内钙水平的有机
染料,能与钙质结合改变荧光,染料无需注射即可穿透
细胞壁。这项研究被广泛地使用在探索细胞内部钙信号的研究中。
光学探头开发:在
加利福尼亚大学圣迭戈分校期间,钱永健和他的团队还开发出了若干光学探头,包括响应速度极快的、用来测量穿过细胞膜电子信号的
传感器,结合光与电子显微镜的蛋白跟踪染料。
加利福尼亚大学-圣地亚哥分校校长普拉迪普科斯拉:“他是一个非凡的人:善良、慷慨、亲切,并且始终是一位完美的科学家,他不断突破自己的工作极限,以拓展科学的可能性。他是我们无法替代的稀有人才。”