HHMI青年科学家颜宁：享受科学之美

长江

作者：赵永新 来源：人民日报

发布时间：2012-3-15 9:27:39

HHMI青年科学家颜宁：享受科学之美

    颜宁：清华大学教授，博导。2000年清华大学生物科学与技术系学士，2004年美国普林斯顿大学分子生物学系博士，2005—2007年在普林斯顿大学分子生物学系从事博士后研究。主要从事膜蛋白和植物脱落酸受体的结构和生物学机理的研究，已独立或合作在《自然》、《科学》、《细胞》等三大顶尖学术刊物上发表论文5篇。

穿着随意、说话随心、做事随性，洒脱率真、活泼快乐的颜宁，很难让人把她与“清华大学教授”、“国际青年科学家”这些字眼联系到一起。

2007年10月，不满30岁的她被聘为清华大学最年轻的教授、博导；2012年1月，她从全球18个国家和地区的760名申请者中脱颖而出，成为28位“霍华德·休斯首届国际青年科学家奖”得主之一。

“论才智我可能不是最好的。”颜宁（科学网博客）坦言，“我觉得搞科研最重要的还是专注，也就是要能‘宅’，这个‘宅’真的很重要。”

“当然啦，前提是你要喜欢。”她嘿嘿一笑，“反正我很享受这种自由自在的生活。”

走上科学之路

走上科学之路，对颜宁来说多少有点阴差阳错：上高中时文理兼备的她更喜欢文科，文理分班时自己选了文科。但她的班主任关仪老师认为，成绩全年级第一的学生当然要学“数理化”，就把她拉回到理科。

在清华，她度过了最为丰富多彩的4年：担任过生物系学生会主席，组织了许多课外活动，学国标舞、打乒乓球、学游泳……同时还要保持课业的优秀，忙得不亦乐乎。

决定颜宁未来人生道路的，是从2000年8月起在美国普林斯顿大学的7年留学生涯。

“普林斯顿真是太美了！”颜宁眼里直放光，“那里保留了大片的森林，还有一条运河。秋日的黄昏凭窗望去，周围是红色、金色、紫色的树，夕阳下的湖面波光闪闪，成群的野鸭在暮色中飞翔……有时竟然看得热泪盈眶！”

除了自然之美，颜宁更领略了科学之美。“给我们上课的大都是成就卓著的科学家，经典论文甚至课本里的很多东西就是他们亲自做出来的。他们能把每个科学发现讲得像历史故事一样引人入胜，会让你觉得：哇！原来做生物这么好玩！”

让颜宁难以忘怀的，还有普林斯顿的一对教授夫妇，都是美国科学院院士，丈夫还是1995年的诺奖得主。

“我是个夜猫子，很多时候晚上11点了，还看见他们夫妇在各自的实验室观察显微镜下的果蝇，那种淡定从容、简单执着让人感动。我觉得自己将来就是要这个样子，很简单地做自己喜欢的研究。”颜宁说。

在三个实验室轮转一年之后，颜宁到施一公的实验室做博士论文，先是从事抗肿瘤方面的研究；2005年继续做博士后，转型到膜蛋白研究。“一公常常说：不要整天想着柴米油盐，只要你现在努力做到最好，未来的路就会越走越宽，根本不用为找工作发愁。实验上遇到苦恼，和他谈过之后，你就觉得自己好像很行，肯定能成功。最后还真的没有失败。”

在施一公的指导下，颜宁做得顺风顺水。2004年12月，她顺利通过博士答辩，并获得2005年度《科学》杂志和通用电气医疗评选的北美地区“青年科学家奖”；2006年10月，她带两个师弟师妹仅用一年多的时间，就做出了实验室的第一个膜蛋白结构。

探寻膜蛋白生理奥秘

2007年10月，受清华大学医学院创办者赵南明教授之邀，结束博士后研究的颜宁回到母校，建立了自己的实验室，带领几名本科生和低年级博士生，向膜蛋白这个充满挑战的前沿领域进发。

“细胞是最基本的生命单元，细胞内还包括具有特定结构和功能的细胞器，如线粒体、叶绿体等。”颜宁解释说，细胞和细胞器是由周围包裹着的生物膜界定的，这层薄膜主要由镶嵌了蛋白质分子的磷脂双分子层组成。脂质双分子层在细胞或细胞器周围形成一道疏水屏障，将其与周围环境隔离起来，糖、氨基酸、离子、药物等大部分的亲水性化合物要想通过这道疏水屏障，都必须依靠一类特异膜蛋白——膜转运蛋白（包括通道蛋白）的介导。

“因此，转运蛋白在营养物质摄取、代谢产物释放以及信号转导等细胞活动中起着重要作用，大量疾病都与转运蛋白功能失常有关；在药物研制中，转运蛋白还是诸如抗抑郁剂、止痛剂等许多药物的直接靶点。我们的研究，就是用结构生物学等各种生物物理和生物化学方法，解析转运蛋白的分子结构和工作机理，揭开微观生命活动的奥妙。”

“刚开始建实验室的时候，我都快疯掉了。”颜宁笑着说，那时候真是“白手起家”：装实验台、订购仪器试剂、手把手教学生做实验……其曲折之多、进展之慢，让急性子的她直抓狂。“大约有半年的时间我都异常焦虑，后来一切步入正轨后，就顺畅得多了，感觉做实验跟国外没什么区别。”

“跟国外没什么区别”的，还有科研上的高产。自2007年至今，颜宁实验室或独立或合作，在《自然》、《科学》、《细胞》等三大顶尖学术刊物上发表论文 5篇，解析了5个新型的膜蛋白结构，初步揭示了它们的功能机理，取得了一系列突破性进展。其速度之快、水平之高，令国内外同行刮目相看。2009年，她与施一公实验室合作在《自然》发表论文，阐述了甲酸盐转运蛋白的三维结构，发现了类似水通道的膜蛋白的存在形式。

同年，她在《自然》子刊上发表了关于植物激素脱落酸受体PYL蛋白的结构及其生物学机制；这一发现与同年欧美、日本的同类研究成果一起入选《科学》杂志评选的“2009年科学十大进展”。

2010年、2011年，颜宁领导的科研小组，在《自然》发表2篇论文，分别揭示岩藻糖和尿嘧啶两种营养物质的转运蛋白的晶体结构，为质子共转运蛋白的结构和机理研究做出了重要突破。

2012年1月，颜宁与施一公、美国普渡大学朱健康教授合作，在《科学》发表论文，揭示了转录激活因子样效应蛋白（TALE）特异识别DNA的分子机理。

“这一发现非常让人激动！”颜宁的兴奋之情溢于言表，“之前我们一直在做非常基础层面的研究，距离实际应用比较远，但这次的发现具有广阔的应用前景。”

颜宁解释说，“TALE是一种植物病菌进入宿主细胞的受体蛋白，它的结构不仅漂亮，而且非常特别：如果把它的某个特定位置的一个氨基酸变一变，它就能识别不同的DNA碱基。也就是说，这个蛋白与DNA序列有特异的对应关系。这类蛋白对治疗重大疾病提供了新的工具。比如艾滋病病毒，它进入人体细胞是需要受体蛋白的，如果能把某个特异受体蛋白的基因敲除掉，这个细胞就可以免受病毒的感染——TALE为基因敲除提供了更为特异和便捷的手段。”

做科研真的很享受

2010年8月，清华大学聘请国际同行对生物医学研究方向进行评估，年轻教授颜宁给他们留下深刻印象：“无论以哪个标准衡量，她已位居世界最优秀的年轻结构生物学家之列”；“未来5年到10年，她将是杰出青年女性科学家的榜样。”

如此骄人的成绩是如何取得的？

“最重要的还是专心、专注。”颜宁说，每天除了回家吃饭、睡觉，她差不多能有14个小时“宅”在实验室里，到了紧张的攻坚阶段，干脆不分黑白连轴转，“宅”在实验楼不出来。

“这样的生活不苦吗？”

“别人老问我苦不苦，其实只要是你着迷的事情，怎么会觉得苦？”她说，“所谓苦，就是不得已做你不想做的事呗。别人可能会觉得做实验、写论文很枯燥，但我自己乐在其中。就像有些人打游戏上瘾似的，着迷嘛。”

在颜宁看来，做科研跟艺术创作一样，是很美妙、很激动人心的事：“当你把细胞里那些只有几个到几十纳米大小的蛋白质分子解析出其原子分辨率的结构、在电脑上放大几亿倍之后，清清楚楚地看到这些美丽的构造如何行使复杂的功能，你总忍不住要感叹大自然的聪明！很多时候，她的精妙设计远远超出了我们的想象！而你是世界上第一个揭示出这些大自然奥秘的人，那种成就感和满足感是难以言喻的。”

让颜宁着迷的另一个原因，就是做科研时的简单、轻松、自由。“做科研会让你身心都很轻松，喜怒哀乐都变得特别简单。在实验室里我的脑子很轻松，不用去想任何其他的东西。你会感觉到，这个世界就是你的，就看你的思维有多广阔，能走到哪个地方，没有其他任何限制。总之，是一种挺美好的感觉。”

还要继续“宅”下去

在外人眼里，颜宁已经做得相当不错，但她自己并不满足。“细菌膜蛋白已不能激发自己的成就感，现在我正带领实验室研究与人类健康有更密切关系的哺乳动物膜蛋白。做真核膜蛋白技术上的难度更大，很有挑战性，并且对于疾病研究、制药等有更直接的意义。”

至于未来的奋斗目标，她的答案是：不再与同行“撞车”。“这几年基本上是在与国际同行赛跑。什么时候你能自己开辟一个新领域，不跟人‘撞车’了，就说明你真的是独树一帜、遥遥领先了。”

“现在的精力已大不如以前。”爱说爱笑的颜宁有紧迫感，“我刚回国的前两年熬夜是家常便饭，但现在熬一次夜需要两三天才能缓过来。也许做科研的黄金时间可能就那么几年，所以还要继续‘宅’下去，把好钢用在刀刃上。”

长江

作者：周襄楠 来源：清华大学

发布时间：2011-11-15 10:48:35

清华教授颜宁：专注于自己喜欢做的事情



图为颜宁近照。



图为颜宁与学生在实验室做实验。

与颜宁初次见面，还是在2008年春。我到清华医学院的时候，院办的老师说，颜宁老师还在做实验，一会儿就过来。过了几分钟，那位老师指着走廊中过来的几位学生说：“看，颜宁来了！”我左看右看找不到哪位是老师，最后走在一位高个子男生后面的“女生”给我打招呼：“你找我？”我顿时语塞——这是颜宁？这分明是一个标准的“女学生”——这是颜宁留给我的最初的印象。

后来接触得多了，才真正感觉到：年轻，是颜宁的特质。如果说1977年出生的她，有着“80后”的外表，那么她的内心更藏着一个“90后”的精灵。科学研究，在她那里从来不是一个沉重的话题和事物，而是一种非常让人着迷的快乐。而生活中的她有着活泼的性格和直爽的性子——和她谈话，不由自主地也变得天真起来。

“现在回头看，回国是完全正确的选择”

对颜宁影响最大的母校有两个——清华大学和普林斯顿大学。在清华大学，颜宁走入生物系进行了本科阶段的学习，清华严谨的学风和扎实的培养给了她做学问的基础；在普林斯顿大学，颜宁师从施一公教授进行了博士和博士后阶段的研究，进而对微观世界下的生命过程产生了极为浓厚的兴趣，而普林斯顿大学严格的科研训练也给了她在科学领域飞翔的彩色翅膀。

2007年初，博士后课题告一段落，原本打算只是回国探亲的颜宁，意外地接到了生物系老系主任、医学院常务副院长赵南明教授的邀请，请她回到母校，加盟医学院，然后就接受了医学院教授会的面试，成为清华大学当时最年轻的教授和博士生导师。

2010年，清华大学生命科学领域进行了综合国际评估，专家对颜宁的评价是：“未来5年到10年，她将成为杰出青年女性科学家的榜样。”

如今已经回国4年，谈起当时自己的选择，颜宁毫不犹豫的说：“现在回头看，回国是完全正确的选择。”

颜宁领导的实验室进行的是生物学领域最为前沿的科学研究，包括对于膜蛋白和植物脱落酸受体的结构和生物学机理的研究。回到清华的研究工作是从装修实验台、订购仪器试剂、手把手教学生做实验开始的，可以说是“白手起家”。一名年轻的老师带着几个刚刚本科毕业或者大四学生，在一个没有任何积累的新的实验室敢于向结构生物学最难的领域“开炮”，外人看来有点不可思议。但就是在这种起点上，只用了4年的时间，她带领的研究团队或是独立完成或是与别的团队合作解析了5个膜蛋白结构并分析了功能机理，她以独立或共同通讯作者身份发表或被接受了9篇研究论文，其中包括4篇CNS（指的是Cell，Nature，Science这三种国际顶级学术期刊）。值得一提的是，颜宁领导的关于脱落酸受体的结构与功能机理的研究，与同年欧美日本的同类研究成果一起入选美国《科学》杂志评选的“2009年科学十大进展”。

这种速度就连颜宁自己也十分惊讶：“以前想着我回来这几年能发表两三篇论文，一项拿得出手的工作就够了，但是清华的学生太聪明能干了，我完全没有预料到会有这样的速度。如果我在国外以同样的起点同样的时间作研究，我想不会这么productive （高产）。”

为什么能够在这么短的时间内取得这么好的研究成果？颜宁总结出几个因素：

第一，因为清华的学生有着踏实的作风和优秀的素质，能够在很短的时间内使得课题实现质的“突破”；第二，在实验室各项工作启动的头几年时间内，学校和学院提供了充分的保障，使得研究人员不用为科研以外的问题分心，从而可以心无旁骛地做科研；第三，师生间协作非常紧密，有问题随时解决，方向偏了随时纠正；第四，结构生物学研究中心几个实验室的团队合作紧密，不同实验室资源共享，互相取长互相配合互相借鉴，大大提高了实验的效率。

然而，如果不是我问起，她也很少提到自己在清华的工作状态：从上午11点开始，除去用餐时间，她可以一直连续工作到凌晨两点，如果是在研究的攻坚阶段，甚至可以工作到凌晨五六点，在办公室的沙发上眯一会儿再爬起来接着工作。这种高强度的研究工作，如果不是乐在其中，常人很难做到。

颜宁说：“时间花在哪里是看得到的。就我自己而言，要想科研工作出成果，投入很重要。回来之后，除去外出开会和除夕春节，我休息之外百分之八九十的时间都在实验室或办公室，这种状态我非常享受。”

回顾这4年，她总结道：“我最满意的是把一个我开始认为非常有挑战性的领域做到不再可怕。我的实验室积累了大量做膜蛋白的经验，培养了一批做膜蛋白结构生物学的年轻人，我们现在信心满满挑战更有生理意义的靶标。”

“学生超越我愈多我会愈加高兴”

眼前的颜宁，和4年前相比，除了皮肤看上去稍稍有些干燥之外，岁月好像并没有在她的外表留下太多痕迹。谈及此，她扮了个鬼脸说：“天天在实验室跟学生在一起，心态自然年轻啦！”

虽然已经在清华做了4年的教授，但是颜宁至今一直保持的习惯是，每天都要在实验室，即时跟随学生的研究进展，及时发现问题、解决问题。

只要不是在写论文，她会跟学生一起到实验室做实验，也会到结晶室，跟学生一起长蛋白质晶体。学生如果发现蛋白纯化中或者晶体生长中出现了什么新情况或问题，随时都可以去喊她，她一定会去和学生一起研究蛋白纯化结果、分析蛋白晶体的情况，看完之后跟同学们讨论下一步的实验该如何进行。

作为导师，她实验室的学生在进行不同的课题，但是她对于每个课题的进展都非常了解，每次跟同学们坐在一起讨论的时候，她经常说，上周你课题进行到哪里哪里了，这几天有没有什么新的进展……这样亦步亦趋地紧紧跟随每个学生的研究步伐，可以随时发现进程中的问题，进而改进实验。

在学生心目中，颜宁既是一个没有一点架子的“朋友型”的导师，会在中午的时候在实验室吆喝“有没有人去吃饭”，或是某个晚上张罗一群人玩儿“三国杀”的游戏；她还是一位要求严格会发脾气的导师，会在同学们犯错的时候给予严厉的批评。

李硕是清华大学医学院2007级博士研究生，他是颜宁的第一个博士生。2011年3月20日，在颜宁的指导下，李硕和另外一位博士生作为共同第一作者在Nature发表了发表了名为Structure and mechanism of the uracil transporter UraA（尿嘧啶转运蛋白UraA的结构和机制）的科研论文，在世界上首次解析了NAT（Nucleobase/Ascorbate Transporter，核苷碱基-维生素C转运蛋白）家族蛋白UraA的晶体结构，并且发现了膜蛋白一种新颖的折叠类型。

谈起当年在颜宁老师指导下进行研究，李硕感慨良多。在课题进行的最后阶段，需要做生化实验分析蛋白结构的工作机理。从来没有做过类似实验的他们一开始非常困惑，甚至有些畏惧的心理，但是颜宁鼓励他大胆尝试，说，最不好的情况就是做不出来结果，没什么可怕的。然而最开始的几周的实验结果并不好，为了寻找问题所在，颜宁每天下午跟李硕他们进行讨论，晚上跟学生们一起做几组实验，反复几次之后发现总有一个数据跟理想数值差距很大，经过反复测算，颜宁最终发现是在做实验的时候，由于学生的疏忽把一个溶液的浓度弄错了，进而导致整个实验出现了偏差。当晚，颜宁跟李硕他们谈了很久，告诉他们如果要做一个好的科学家的话，首先要严谨，要重视细节，要对数据负责，否则很多重要的信息都会丢掉，实验的成功也无从谈起。

曾经在颜宁的指导下以第一作者在Nature发表论文的博士研究生党尚宇说：“如果你沮丧的话，颜老师会给特别特别多的鼓励，她是一个很有活力的人，对科研很有激情，这种激情会感染我们所有的人。”

党尚宇、孙林峰、黄永鉴三位清华学生为主力的课题组，用了一年半的时间，解析了膜蛋白——大肠杆菌岩藻糖（L-fucose）转运蛋白（FucP）的结构，并结合生化手段初步揭示了其工作机理。这项研究成果于2010年10月7日在Nature发表。

在解析膜蛋白的研究的时候，党尚宇和孙林峰遇到了前所未有的障碍：千辛万苦得到的蛋白晶体，即便是反复多次进行实验，得到的衍射数据不尽理想，大大低于预期。在这种时候，两个年轻人想过放弃，也想过把整个实验设计推倒重来。

在这个关键时刻，颜宁老师鼓励他们说：“膜蛋白的研究，某种程度上就是要看谁先放弃！谁先放弃谁就输了，坚持到最后的就赢了。再难的，以前人们认为都是不可能的事情，科学家们都研究出来了，还有什么做不出来的呢？”

颜宁鼓励两个年轻人坚持下去，并且一直和他们一起讨论实验结果、讨论下一步实验方案，最终在经过坎坷之后取得了满意的研究结果。

不仅是在科研中，在生活上和个人职业规划上，颜宁也扮演着“导师”的角色：一位非常优秀的女生失恋之后一蹶不振，颜宁就特别留意这位女生的状态，拉她吃饭跟她谈心，帮助她尽快走出阴影；一个博士二年级的学生在男友出国之后几乎要放弃学业，颜宁鼓励她联系到了出国合作项目，使得她事业生活两不误；有的学生在经过一段时间研究后对于选题有了自己的想法，希望做一个自己非常感兴趣但是并不是实验室主攻方向的课题，颜宁也给予了全力的支持；有位学生经过慎重考虑之后准备放弃科研工作转而投身管理工作，颜宁在经过与这位学生的多次沟通后，确认这位学生在管理工作方面有着出色的潜质后非常支持学生本人的选择，并积极提供给学生锻炼的机会……颜宁也会尽力在经费允许的最大限额下给学生们提高生活补贴，发表论文得到的学院或学校的奖励全部发给学生。她希望她的学生们都可以尽量在没有生活压力的情况下尽情享受科研。

谈起对于学生本人的尊重，她说：“我会用行动让学生们意识到，他不是所谓‘老板’的劳力，从他进实验室的那一刻开始，他就已经是青年科学家了。导师的存在是为了在大家的科研之路上辅导大家，是为了让大家得到更好的科研训练之后获得更多个人更好发展的机会，我们是在成就彼此。他们将来越有出息，超越我愈多，我会愈加高兴。”

虽然对学生们的评价很高，但是颜宁还是觉得，学生们太“乖”了，自己有责任有义务让他们更加活跃起来。她鼓励学生跟自己“唱反调”，如果学生在课题组的研讨会上跟她就学术问题争论起来，她会在争论之后马上肯定这个学生的积极思辨的态度。

不仅是跟自己争论学术问题，颜宁还鼓励学生在国际会议上跟“大牛”们提问讨论：“之所以这么逼着学生在国际会议上去问问题，不是为了面子，而是有感于我们的学生会做的多，会说的少。‘行胜于言’不代表不会言，所以要抓住各种机会训练自己的表达、交流能力，慢慢这其中的益处就显现出来了。”

2011年4月和5月，在清华和苏州分别有两个高级别的国际会议，学生们悉数参加。早在会议召开之前，颜宁就“恶狠狠”地警告学生，会认真记录谁在会上提问了，谁在休息时间和做演讲的科学家们交流了。表现好的有奖，自己“扎堆”聊天的回来等着挨批评。

在颜宁的的激励下，同学们表现不俗。4月在清华的会议上，也许是因为在自己的“地盘”有心理优势吧，几乎每个学生都问了至少一个问题，其中不乏精彩者。来自美国的不止一个同事对颜宁说：“我以为中国的学生很内向，可他们好像比美国学生还敢提问。”而在5月份在苏州召开的会议上，不仅是提问踊跃，而且在休息和吃饭时间，学生们已经和做演讲的科学家们三三两两地在一起谈笑风生，讨论感兴趣的话题。

“就是要做出玩儿Science的感觉”

在结构生物学研究中心走廊的墙壁上，挂着颜宁和学生们几幅充溢着想象力的“画作”：在八聚体的蛋白质结构上，她描上了中国的太极八卦图，两幅图在分布和线条上“不谋而合”，使研究内容“细胞凋亡体”与古老的哲学命题浑然一体，不得不让人惊叹大自然的神奇；翻飞的蝴蝶做背景，与蛋白的α螺旋结构交相辉映，旁边配上沾着露珠的小草，让人无限遐想……而在给NAT家族蛋白代表UraA绘制其转运机制示意图的时候，她给学生隆重地推出了“板砖闷棍”模型——核心结构域就是“板砖”，门控结构域就是“闷棍”，听来十分诙谐，但是仔细想想也不无道理，十分形象。聊起此图来，颜宁也是“忍俊不禁”。

颜宁有时候自己也说，如果不是走上了生物学这条研究道路，自己很有可能去从事设计或者写作。而在她的眼中，那些别人看似枯燥无趣的蛋白结构，仿佛都有着神奇的生命力：“当你把细胞里那些只有几个到几十纳米大小的蛋白质分子通过X射线衍射的方法解析出原子分辨率的结构，在电脑上放大几亿倍之后，清清楚楚地看到这些美丽的构造如何行使复杂的功能，你总忍不住要感叹大自然的聪明——她的精妙设计很多时候远远超出了我们的想象！而你是世界上第一个揭示出这些大自然奥秘的人，那种成就感和满足感是难以言喻的。”

而爱上了这个神秘而美丽的世界，或许就是颜宁乐此不疲地工作着的重要原因吧！

她说：“在做科研的时候有三个时刻最畅快，一是解决了实验中困扰已久的难题，也许就像武侠小说中打通任督二脉那一刻的感觉；二是实验出结果的时候，那时你会为崭新的发现而狂喜不已；最后一个就是论文发表的时候，这主要在一定程度上满足了我从小的‘作家梦’，尽管文笔有点对不起大家。科研做到一定程度，就没有工作的压力，到最后是玩儿Science的感觉，这种感觉非常棒！”

喜欢穿休闲的衣服，喜欢用小小的恶作剧捉弄身边所有人，喜欢在时间不太紧张的时候每天睡到自然醒，喜欢在思考或写作卡壳的时候到网上转转或者是看看电影小说，这，是喜欢无拘无束的颜宁；但是，同样是这位女子，喜欢和学生在科研问题上争论得面红耳赤，可以连续工作48个小时丝毫不觉得疲惫——这也是颜宁，她忠实于自己的内心，做自己喜欢做的事情。

颜宁说：“做科研要做的狠，玩儿也要玩儿的狠，这是性格原因吧。还好，我调剂的还挺好的，都是乐在其中。”

附 颜宁简介

颜宁，1977年11月生，1996年考入清华大学生物科学与技术系，2000年获学士学位，并被授予“清华大学优良毕业生”称号。同年9月赴美国普林斯顿大学分子生物学系学习，2004年12月获分子生物学博士学位。

攻读博士期间，颜宁主要运用结构生物学、生物物理和生物化学手段研究肿瘤发生和细胞凋亡的分子调控机制，由于对线虫及果蝇细胞凋亡通路工作机理的杰出研究成果，获得2005年由Science杂志和GE Healthcare评选的“青年科学家奖”（北美地区）。该奖项专门用来奖励每年最优秀的生命科学博士毕业论文，在全球范围内每年只有5人入选。

颜宁在博士后期间继续从事结构生物学研究，重点研究膜蛋白的结构与功能，成功解析一个重要膜整合蛋白酶的高分辨率原子结构，并揭示了它的作用机理。

2007年被聘为清华大学医学院教授。她领导的结构生物学中心的实验室主要利用结构生物学和生物化学手段，研究重要膜转运蛋白的功能机理，以及植物激素脱落酸的信号传递机理。她带领的研究团队或是独立完成或是与别的团队合作解析了5个膜蛋白结构并分析了功能机理，她以独立或共同通讯作者身份发表或被接受了9篇研究论文，其中包括：2009年，她与施一公教授合作在《Nature》发表论文，阐述了了甲酸盐转运蛋白的三维结构，发现了类似水通道的转运蛋白存在形式。同年，颜宁带领的科研团队在《Nature Structure Molecular Biology》杂志上发表了关于植物激素脱落酸受体PYL蛋白的结构及其生物学机制，之后的一段时间，又在世界知名杂志发表了多篇该课题的后续研究成果。颜宁领导的关于脱落酸受体的结构与功能机理的研究，与同年欧美日本的同类研究成果一起入选美国《Science》杂志评选的“2009年科学十大进展”。进入2010年，颜宁领导的科研团队又在《Nature》杂志上先后发表了岩藻糖转运蛋白FucP和尿嘧啶转运蛋白UraA的晶体结构。其中，UraA作为NAT家族中第一个被解析出结构的蛋白，它的结构给整个结构生物学界带来了一个惊喜：它的跨膜区域存在着一个全新的折叠方式，这种全新折叠形式的存在，改变了长久以来大家对膜蛋白结构存在的一贯认识。今年，她的研究团队迎难而上、再接再厉，在《Molecular Cell》发表了其在ABA领域的第4篇论文，将该领域的研究又推进了一步。

鉴于颜宁的杰出成果，2011年8月她入选国家杰出青年科学基金资助项目。