彼得·赫格曼：勸年輕人別再改良光遺傳學的德國生物物理學家

彼得·赫格曼

出生	1954年12月11日 Münster, Germany
職業	生物物理學家
獲獎	馬斯里獎 · 戈特弗里德·威廉·萊布尼茲獎 · 大腦獎

問彼得·海格曼，年輕研究人員可以怎樣改良光遺傳學，他給每位記者的答案都一樣：不該這麼做。他們應該去研究新事物。這番話出自一位剛獲諾貝爾獎評審機構肯定為整個領域奠基的人，聽來有些奇特；但海格曼早已習慣在某個領域尚未圍繞自己定型之前，就轉身離開。在柏林洪堡大學的記者會上，他一一列出自己走過的岔路：先是化學家，接著是生物化學家，再花了十年研究植物生理學，之後擔任生物化學與生物物理學教授。「而現在，我是神經科學家，」他說，「雖然我這輩子從沒做過神經科學實驗。」

這項獎由維爾茨堡大學的格奧爾格·納格爾、史丹佛大學的卡爾·戴瑟羅斯與他共同獲得，表彰他們在光控離子通道與光遺傳學方面的發現。諾貝爾獎委員會自己的說明，則從海格曼談起。新聞稿寫道：「一切始於彼得·海格曼的好奇心」：他想知道單細胞綠藻 Chlamydomonas 如何朝光源游去。答案是通道視紫紅質（channelrhodopsin），這種蛋白質能捕捉光線，並在單一步驟中打開細胞膜上的孔道。將它置入神經細胞，研究人員就能用藍光啟動該細胞。海格曼至今仍記得《Science》期刊對這項發現的第一句評論：「來自池塘藻泥的離子通道。」他補充說，Chlamydomonas 研究社群可不覺得好笑。

海格曼求學時，幾乎沒有任何跡象顯示他日後會走上這條路。他於1954年12月11日出生於明斯特，在亞琛一個醫師家庭長大。他就讀人文中學，多年來翻譯他記憶中枯燥乏味的羅馬與希臘戰爭記述；他真正喜歡的只有科學、藝術與音樂。他在學校管弦樂團吹長笛、騎重型機車，並形容自己在中學和大學的成績「絕對是平均水準」。他先在明斯特、後在慕尼黑修讀化學，並在慕尼黑轉向生物化學。

真正形塑他職涯的選擇，發生在馬丁斯里德的馬克斯·普朗克生物化學研究所。1984年，他在迪特·奧斯特海爾特的研究團隊完成博士學位，研究的是鹵視紫紅質——一種來自嗜鹽微生物、由光驅動的氯離子泵。海格曼回憶，奧斯特海爾特給了他兩條路：要嘛留在他身邊，想待多久就待多久，直到退休；要嘛自己闖出一番事業，五年後就離開。海格曼選了第二條。肯尼斯·福斯特曾發表論文，提出藻類的感光器是一種視紫紅質；這類分子也在動物眼睛中發揮作用。海格曼於是前往福斯特在雪城大學的實驗室進行一年博士後研究，之後回到馬丁斯里德，領導自己的研究團隊。

到了1990年代初期，他在那裡發現了一道讓自己埋首十年的謎題。他把微小電極放在藻類的眼點上，記錄到光線抵達後半毫秒便出現的電脈衝；這比人眼將光轉換為訊號時，一連串化學步驟所需的速度快了二十多倍。海格曼因此推斷，必定有一種蛋白質能同時捕捉光線並充當離子通道。同事們對此抱持懷疑，而他的團隊每次嘗試分離這種蛋白質，它都會解體。1993年，他轉往雷根斯堡大學，擔任生物化學教授。千禧年前後，他的團隊在日本研究人員公布的 Chlamydomonas 基因序列中找到兩個可能的候選者，並送給法蘭克福馬克斯·普朗克生物物理研究所的納格爾。納格爾將它們表現在蛙卵中，觀察到它們在光照下開啟。2002年，海格曼與納格爾、恩斯特·班貝格在《Science》發表對通道視紫紅質-1的描述；2003年，三人又在《PNAS》發表通道視紫紅質-2的研究，而神經科學界採用的正是這個版本。

這項工具迅速普及。2005年，戴瑟羅斯的實驗室利用通道視紫紅質-2，讓培養皿中的大鼠神經元依照指令放電；同年，海格曼也共同撰寫一項研究，展示如何用它啟動小雞胚胎的神經活動。他後來在柏林洪堡大學擔任實驗生物物理學教授，實驗室也成了研發新變體的工作坊。2014年，他的團隊將通道視紫紅質改造成光控氯離子通道，讓神經元受到抑制而非放電。2016年獲頒的歐洲研究理事會補助，則資助團隊尋找感光酵素，最終發現了首個已知的異源二聚體視紫紅質。自2015年起，他也在柏林擔任赫蒂神經科學資深教授。

諾貝爾獎最多只能列出三個名字，簡化了一段參與者眾多的歷史；海格曼的職涯便揭示了其中的缺漏。迪特·奧斯特海爾特是他的指導教授，他對微生物視紫紅質的研究為這一切奠定基礎；2021年，他與海格曼及戴瑟羅斯共同獲頒阿爾伯特·拉斯克基礎醫學研究獎，但他於2022年11月去世，而諾貝爾獎不頒給逝者。兩篇通道視紫紅質論文的共同作者班貝格，曾與今年三位得主共同獲頒2013年腦獎，卻未列入得獎名單。就連研究地點也各有說法。委員會將獲獎發現歸於馬丁斯里德研究所，雷根斯堡大學則表示，在其實驗室完成的工作奠定了基礎。這項技術的醫療前景也相當有限：最明確的臨床成果，是一名視網膜色素變性患者恢復了有限的視力。海格曼也毫不避諱地批評學界獎勵科學家的方式。2023年，他在一段影片中呼籲同業，應根據年輕研究人員工作的原創性評價他們，而不是看他們三、四年來發表了多少論文；他說，遺憾的是，學界並沒有這麼做。他也曾向德國廣播公司 rbb 表示，自己常懷疑是否該留在洪堡大學從事基礎研究，因為得到的支援不足。

這則消息差點就與他擦身而過。他告訴諾貝爾獎網站，10月5日那天，他沒有理會一封陌生人寄來、請他回電的電子郵件，直到認出對方的瑞典國碼——那是他從帆船旅行中熟悉的區碼。在洪堡大學的記者會上，他說，研究不該是為了得獎而做，並稱讚自己的團隊成員至少來自十個國家。大學領導層則透過興建新大樓支持光生物學研究，預計於2029年5月完工。他至今仍為雷根斯堡超快奈米顯微中心提供諮詢，也是歐洲研究理事會「協同計畫」的一員；這項計畫自2022年啟動，目標是將光遺傳學拓展至更多種類的生命系統。

斯德哥爾摩的諾貝爾獎章頒獎典禮定於12月10日舉行，就在他72歲生日前一天；他打算帶家人和重要的共同研究者一同出席。他在諾貝爾獎訪談中提到，最早研究 Chlamydomonas 如何對光線產生反應的論文，於1866年由一位俄羅斯科學家發表。那位科學家從聖彼得堡的涅瓦河採集藻類，在沒有電力的環境下完成研究。海格曼給後來者的建議，和他談光遺傳學時說的一樣：還有那麼多有趣的生物，值得研究。

標籤: Georg Nagel, Karl Deisseroth, Nobel Prize, Peter Hegemann, 光遺傳學, 生物物理學家