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    用專注回答科學問題(科技視點)

    時間:2023-10-16 09:16:21|來源:人民網-人民日報|點擊量:8811

    本報記者 趙永新

    用專注回答科學問題(科技視點)

    周儉民在實驗室觀察實驗樣品。

    趙永新攝

    2023未來科學大獎的“生命科學獎”,授予中國科學院遺傳與發育生物學研究所(以下簡稱中國科學院遺傳發育所)研究員周儉民與他的合作者西湖大學教授柴繼杰,獎勵兩位科學家在發現抗病小體并闡明其結構和在抗植物病蟲害中的功能做出的開創性工作。這些重要科學突破被國際同行稱為“植物抗病領域里程碑”,相應成果發表于2019年4月的《科學》雜志上。

    從1994年專注植物抗病研究算起,周儉民已在這個領域默默耕耘了近30年。如今,他還在以同樣的熱情,向著科學的更深、更廣處前行。

    興趣——

    “科學研究是一個非常有趣的職業,你可以去追逐夢想、滿足自己的好奇心”

    從小生活在城市、跟植物打交道很少的周儉民,是如何與植物免疫研究結緣的?

    “興趣,或者說好奇心。”坐在辦公室的靠背椅上,身穿深灰色短袖、腳蹬運動鞋的周儉民,向記者講起自己的成長之路。

    周儉民出生在四川省成都市,上高中時,生物課老師講的遺傳學把他吸引住了:“之前覺得生物就是動植物、花花草草,聽老師講遺傳學就覺得生物挺有意思。后來考大學填志愿時,我就報了四川大學生物系。”

    上大學時,周儉民一心撲在專業課學習上,成績名列前茅。大學畢業后,他考入中國科學院遺傳發育所攻讀碩士研究生,導師是植物病理學家周嘉平先生。

    讀研期間,周儉民根據導師的建議,到北京農學院(現中國農業大學)旁聽曾士邁先生講授的《植物免疫》課程。當時,曾士邁先生講到美國植物病理學家弗洛爾提出的“基因對基因”假說:植物存在一組抗病基因,可以識別病原微生物的致病基因,并與之精準匹配,從而引發植物的免疫反應。“我聽了之后覺得太神奇了,后來就一直忘不掉。”周儉民說。

    之后,周儉民赴美國留學、工作。2004年回國后,加入剛成立的被稱為“科技體制改革試驗田”的北京生命科學研究所。2012年他來到中國科學院遺傳發育所,一直從事植物抗病研究。

    “植物免疫領域最吸引我的,是植物與病原微生物之間奇妙的相互作用和令人嘆為觀止的生存策略,里面蘊含著無窮的生物學問題,令人流連忘返。”周儉民說,“科學研究是一個非常有趣的職業,你可以去追逐夢想、滿足自己的好奇心,加班加點也不覺得特別累。”

    合作——

    “把科學問題回答好是最重要的,至于誰的名字放在哪里不需要計較”

    和周儉民同期加入北京生命科學研究所的,還有柴繼杰?;貒?,柴繼杰在美國普林斯頓大學師從施一公,研究動物細胞凋亡關鍵蛋白的結構。在北京生命科學研究所,兩人的實驗室剛好門對門,經常一起聊天。

    盡管上世紀90年代科學家就克隆出了第一批植物抗病基因,但植物抗病的一些關鍵問題始終沒有解決,最為突出的就是弗洛爾抗病基因所編碼的蛋白的結構及其抗病機制問題:抗病蛋白長什么樣子?它怎么發出指令調動千軍萬馬去抵御病原微生物?

    當時,專注于植物抗病蛋白結構的科學家少之又少。聽周儉民講了這些情況,柴繼杰立即產生了濃厚興趣,兩人從此開始了長達19年的合作研究。周儉民主要研究植物抗病蛋白的生化機制,柴繼杰主要解析抗病蛋白的三維結構,兩人優勢互補、各展所長,推動了植物免疫的研究進展。

    2007年,兩人合作解析出第一個弗洛爾抗病基因的復合物結構,并提出了抗病蛋白識別病原的新模型——“誘餌模型”。此后,他們又解析出多個抗病蛋白的三維結構及其生化機制。從2015年開始,兩人開始聚焦經典的弗洛爾抗病蛋白ZAR1。兩個實驗室團隊幾乎每個月都要一起開會討論,尋找突破方向。2019年,他們分別從植物細胞和體外重組蛋白實驗獲得了ZAR1蛋白寡聚的證據,柴繼杰實驗室在體外重組了ZAR1寡聚體,并解析了其清晰的三維結構。

    他們把這個結構很像五瓣小花的抗病蛋白稱為“抗病小體”。這是國際上第一次發現抗病小體,破解了困擾植物免疫領域20多年懸而未決的難題——植物抗病蛋白是如何控制細胞死亡和免疫的,為國內外同行設計廣譜、長效的新型抗病蛋白奠定了理論基礎。

    兩人長達近20年的合作高效、默契,被同行譽為合作研究的“黃金搭檔”。“我們之所以合作得這么好,除了專業互補、興趣相投,最重要的是相互信任。”周儉民說,“把科學問題回答好是最重要的,至于誰的名字放在哪里不需要計較。”

    堅持——

    “科學研究沒有捷徑,只能不斷地尋找新的證據,用事實說話”

    從事前沿領域的科學研究,失敗和挑戰是家常便飯。遇到障礙、做不下去的時候怎么辦?

    “我覺得真正難的地方,并不是技術問題,而是當你的工作完成之后,取得的新的研究成果沒有馬上被同行認可。”周儉民說。

    周儉民坦言:“遇到技術難題,可以通過努力學習最新先進技術、跟同行合作來逐步解決。但當你的發現與現有學術觀點有沖突,導致文章投出去之后雜志不接受,或者發表后不被許多同行認可,這對一名科研人員特別是‘新手’來說,會帶來一些挫敗感。”

    “遇到這種情況時,怎么繼續往下走?”

    “要勇敢面對。”周儉民的回答是,“你只要做創新的東西,永遠會存在這個問題??茖W研究沒有捷徑,只能不斷地尋找新的證據,用事實說話。”

    他舉了一個例子:2007年和柴繼杰合作提出“誘餌模型”后,由于與當時的主流研究觀點有沖突,文章發表后頗受質疑。

    周儉民說,“這讓我意識到,做科研不光要說服自己,還要學會說服同行。單靠一篇文章可能無濟于事,要靠一系列的工作。”

    后來,周儉民在其它幾篇論文中印證了“誘餌模型”的正確性,幾個國外實驗室也得出了同樣的結論,“誘餌模型”逐漸被大家認可。

    “我們現在的研究重點有兩個。”周儉民告訴記者,一個是順著抗病小體開辟的方向繼續往下挖,尋找一些重要的抗病機制;一個是關注農業生產上的重要問題,利用已有的研究成果設計出更有效的抗病基因,解決獼猴桃、水稻、油菜等重要作物的病蟲害問題。

    “歷史上,多次暴發的植物病蟲害對人類文明產生了重大影響,即便現在,全球因病蟲害造成的農作物減產高達40%。”周儉民表示,“力爭在幾年內做出對農業生產有幫助的研究成果。”

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  • 責任編輯 / 裴怡楠

  • 審核 / 李俊杰 劉曉明
  • 終審 / 平筠
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