你玩过乐高吗？那些色彩缤纷、拥有1300多种形态的塑料积木，赋予玩家构筑微缩版世界的“造物主”能力。但你有没有想过，大自然其实才是乐高界的顶级玩家？一草，一木，一鸟，一虫……天地间的自然资源，都是自然界的“积木”，由此拼出了生命，拼出了美景，甚至能拼出治病养伤的药物——比如治疗皮炎的红霉素，治疗肺炎的氯霉素…
张骊駻博士
西湖大学理学院PI张骊駻博士，对这个“搭积木”的过程充满好奇。他带领着天然产物化学生物实验室，试图破解大自然如何就地取材，创造出无数有活性、能用作药物的天然产物；进而尝试发现更多新的可被利用的天然产物，或者提高合成天然产物的效率。
“人类使用的药物，近半数都是自然界的天然合成物，如果我们能搞清楚这个创造过程，就可以自主、高效、快速地研发出所需的药物。”张骊駻说。
无数聪明的霉菌
成为实验室的“团宠”
走进张骊駻的实验室，这里看似安安静静，但实际上，在你所能看到的实验台上、架子上、培养箱等仪器设备里，他的“爱宠”无处不在。
这种名叫链霉菌的细菌，肉眼看上去圆乎乎，俱有蓝、灰、粉、绿等不同颜色的样子，有的还长着细小的绒毛——这是因为它们的“年龄”和成长的“游乐场”环境不一样。不过，不论是何种长相，当下，这些链霉菌都是实验室里的核心“宠物”，享受着独一无二的“雨露”待遇。
形态各异的链霉菌
链霉菌的一个培养周期大约为七到十四天。在这个过程中，它们只需要躺在培养皿里，张嘴就能“吃”到黄豆粉、黑豆粉、糖类，伙食好的时候甚至还有牛肉汤粉。这些“菜谱”一般是按它们过往的喜好定制的，当然也会根据实验需求调整。
链霉菌在不同的培养液中的培养“成果”
更舒服的是，链霉菌们还有专属摇床机。一旦“躺”进这个密闭空间里，一边享受惬意的摇摆，一边呼吸到更多的氧气。
为什么链霉菌能在这个实验室里独得宠爱？
还真不是张骊駻偏心，而是因为它们足够“聪明”——“链霉菌在不同的培养条件下，可以‘生产’催化出很多有用的化合物，包括我们目前正在重点研究的聚酮类化合物。”张骊駻介绍。
一道未解之谜
和他本人差不多大
如果链霉菌是实验室的“团宠”，那么负责生产聚酮类化合物的聚酮合成酶才是实验室里的绝对“主角”。
采样链霉菌
链霉菌经过培养产生化合物后，经仪器分离，过滤掉不需要的其他化合物，便能得到聚酮合成酶。但是这位“大咖”，光靠眼睛，你在实验室中并找不到它们——聚酮合成酶的平均直径大小仅20纳米，需要经过电泳仪分离染色后，才能看到这些外观呈蓝色条带的“明星”。
酶，又称酵素，是动植物、微生物细胞分泌的、具有催化能力的蛋白质。也就是说，大自然中的一种物质，若是碰上了酶，很可能会变成另一种全新的物质。这个过程，便是酶所具备的神奇的“创造力”。
作为这个大家族的一分子，聚酮合成酶的独特之处在于，它的“创造力”特别旺盛，堪称酶界的“制造大鳄”。它所合成的天然产物，又叫聚酮化合物，有超过10000种之多，是目前已知结构和功能最为多样化的一类天然产物。聚酮化合物因其突出的生物活性，被广泛应用于药物中，红霉素就是其中之一。
张骊駻想要搞清楚的是，这种酶为何如此高产？要知道，这道难倒化学家们的未解之谜，年纪和张骊駻本人差不多大。人们最初认识聚酮合成酶，是在25年前，当时的张骊駻还在读幼儿园。
聚酮合成酶的一种“组装线”示意图
（张骊駻供图）
红、绿、蓝、黄4种不同类型的聚酮合成酶，正在一个“工厂生产线”上依次流水“操作”，最终将产生一种“小汽车”产品，即一种天然化合物。
这4种聚酮合成酶分别可以产生4种不同的化学构造组合，若对它们在“生产线”上的先后顺序作调整变换，便可以得到多种多样的天然化合物。
“我们已经知道，聚酮合成酶的生产线，可以由3-4种不同类型的聚酮合成酶构成，每种类型的功能各不相同，可以分别通过化学反应形成各自的产物。这些产物拼装在一起，就形成最终的天然产物。”
张骊駻打了个比方，就像拼装汽车，一条生产线上各类聚酮合成酶的产物，正犹如不同的部件——车身、内饰、轮胎、大灯等组件，把它们组装在一起，就生产出了一台完整的车。“但聚酮合成酶究竟是如何把生产线各部分的产物拼在一起、并形成最终产物的，这个关键环节还没有搞清楚。”张骊駻补充道。
学科交叉的新技术
打开了无限想象空间
看到这里，你也许会认为，这是一个化学家和他的化学研究。这么想就错了，张骊駻的实验室叫“天然产物化学生物实验室”，既是化学，也关乎生物。
事实上，张骊駻之所以敢挑战聚酮合成酶这块25岁的“硬骨头”，很大程度上得益于交叉学科的发展：“从前我们单次只能研究单个对象的机理，效率低、关联性差，但现在借助大数据和基因测序技术，我们能够生成、保存和分析海量数据，比如高效地比较不同的酶的基因数据，去看他们为何能产生不同的天然化合物，从而设计出我们想要的‘天然组装线’。”
张骊駻实验室团队
这一切，是直到近几年才得以做到的。借助这类新技术，张骊駻团队已经开始攻坚另一个感兴趣的研究方向——天然合成物的多样性：“并不是所有基因都在产生化合物的过程中发挥作用的，所以我们要去研究酶的基因，判断哪些基因更有‘希望’帮助它们产生我们所需要的产物。”
“这个领域正处在一个非常有意思的时期，新的科学技术层出不穷，带来很多新的可能性，以前做不了的事情，现在都能做了。” 展望未来，看好这个领域的张骊駻，期待着能够在西湖大学破译更多天然合成物的谜团。
张骊駻其人
加入西湖大学前
他在海外漂了20多年
看到张骊駻这个名字，第一印象是复杂的笔画、迷惑的读音。因为妈妈姓马，所以取了马字旁，骊意为黑马，駻有凶悍的意思，父母希望他长成顶天立地的男子汉。
与名字的画风不一致的是，刚刚三十而立的张骊駻，是一位说话轻缓、彬彬有礼的生物化学家。在校园里遇见他，很可能会收到他的鞠躬致意。这样的礼仪习惯，源自他在日本生活了二十多年。
张骊駻在日本长野县长大
张骊駻出生于吉林长春，4岁时，父亲前往日本读硕士，于是举家迁往四国岛。随后他相继在爱媛县和长野县长大，在东京大学取得药学学士、硕士及博士。毕业后，他在美国哈佛大学从事博士后研究。
张骊駻拍摄的东京大学药学系建筑
尽管一直保留着中国国籍，但从小漂在海外的他，并不熟悉国内科研的情况。他说，如果不是偶然间得知了西湖大学，他现在或许已经在美国从事教职。
命运就是如此奇妙。在即将结束哈佛的博士后工作时，张骊駻偶然发现，原本也在美国波士顿地区、历任布兰迪斯大学化学系主任的邓力，加盟了一所名为“西湖大学”的中国高校。
这是什么学校？张骊駻顺藤摸瓜地搜索资料。“发现这所年轻的大学很国际化，重视科研，同时研究员之间的交流非常开放顺畅。”他说。
于是，2019年9月，漂泊了20多年的张骊駻回国，全职加入西湖大学理学院，担任特聘研究员。
