作者:冯丽妃 来源:中国科学报 发布时间:2022/6/28 21:30:12
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周耀旗:回国做一些“以前觉得不可能的事”

 周耀旗 深圳湾实验室供图

他第一个把深度学习方法应用到蛋白质主链结构预测中,早在谷歌大热的AlphaFold出现之前,他和他的团队就发展了神经网络回归预测蛋白质真实二面角的方法,为端对端的蛋白质结构预测提供了基础。海外旅居30余年,他获聘美国、澳大利亚多所知名高校终身教职。

作为科学网百万级“网红”博主,除了科研外,他分享的“育女心经”同样备受关注,两个女儿分别进入哈佛和麻省理工读书。

老当益壮,何以作为?周耀旗选择了回国,到最充满活力的城市,“做一些以前觉得不可能的事情”。

“做一些以前觉得不可能的事情”

在哈佛大学做博士后期间,导师Martin Karplus曾告诉周耀旗:他曾经想每5年跳一次槽。

这位2013年的诺贝尔化学奖得主曾从伊利诺伊大学香槟分校跳到哥伦比亚大学,再跳到哈佛大学。因为得到了最好的工作环境,此后他没有再跳。

尽管无意“刻意模仿”,但周耀旗似乎“继承”了导师的这一特点。他的科学生涯一直在“流动”。他在获得美国布法罗大学终身教职后,先后“转战”印第安纳大学、澳大利亚格里菲斯大学工作。去年3月,他加盟深圳湾实验室,担任系统与物理生物学研究所副所长。

“在一个地方呆久了,就明显感觉到自己的思维方式、社交圈子慢慢被固化了,好像进入一个瓶颈,使得未来有点太舒适、安稳、可预测。如果一直这样下去,科研就会进入一个死胡同。”周耀旗说。

为打破僵局,他不时会“强迫自己动一下”,通过环境改变带来冲击,跳出舒适区,突破瓶颈。“这很像我们在数学上找全局最优解,必须给点扰动,才能跳出局部最优解的陷阱。”他说。

不过,这样做完全也有可能从一个局部陷阱跳到另外一个坑。

如何“避坑”呢?周耀旗的一个做法是“民主决策”。每次,他决定挪地方之前,都会征求家人同意,也会征求组内主要骨干的意见。“家人支持,科研伙伴愿意跟我一起走,我才动。这样才能保证科研的连续性。”他说。

去年他从澳大利亚转战深圳就是如此。他在格里菲斯大学的三个伙伴也一起来到深圳湾实验室。以这个班底为“种子”,他所在团队一年来茁壮成长,目前已发展为一个包罗生物、物理、化学、人工智能计算和软硬件等多学科在内的25人科研梯队。

谈及为何会加入深圳湾实验室这样一个新型研究机构,周耀旗表示他很认同该实验室常务副主任吴云东院士的理念:科研需要提供稳定的保障,让一部分人能够安心进行科学研究,做更具有原创性、引领性的探索。同时,在新研究机构里,可以参与文化塑造,使其成为一个促进创新的土壤。

“我也特别喜欢深圳,这是一个充满活力、蒸蒸日上的城市。”他说,“水涨船高,生活在这样一个城市,我也更有活力、更有闯劲去做一些以前会觉得不可能的事情。”

根据创新设想,周耀旗和团队已在三个方向进行布局并展开攻关。在基础研究方面,他们将延续在蛋白质/RNA结构预测上多年耕耘的专长,期望通过计算和高通量实验的结合,在AlphaFold的成就上更上一步;在应用研究方面,他们利用AI、深度学习对生物、医疗大数据进行挖掘,希望设计出针对病毒和癌症的生物药、纳米抗体,加速新药的发现和应用;在研发方面,他们正在设计制造新一代的免疫印迹成像仪和自动进化仪,目标是超越国际顶尖水平。

无论是超越AlphaFold,还是研制新药、研发新设备,无一不是艰巨挑战。

周耀旗对此早有心理准备。在他位于深圳湾实验室的网页上有这样一句话:“成功是建立在失败的长期堆积和发酵的基础上的。”这是他历经无数次“失败”的切身感触。

周耀旗仍记得科研旅途中的“至暗时刻”:他刚开始读研究生时,做的是液体统计计算。有整整一年,无论他计算什么,结果总和设想相反。最后他已经记不得换了多少个小课题,甚至开始自我否定“可能不是做科研的料”。

后来,连导师都觉得没有办法了,就请另一个教授一起带他。或许是新导师的研究方向更适合,他一下子进入了状态,课题越做越多。博士生期间他成了“高产户”,连出20多篇论文。其中多篇在液体统计理论上成为开创性的工作。“事后想想,没有前面的失败所积累,也就不会有后来的顺利。”他回忆说。

据介绍,一年多来,周耀旗和合作者已建立了两种筛选新冠病毒木瓜样蛋白酶抑制剂的方法,并找到一些抑制剂。其新一代免疫印迹成像系统已经建成工程样机,正在进行各方面的测试。除了深圳湾实验室、广东省科技厅、国家科技部已提供的科研经费,他和团队还想借助民间资本的力量,吸引更多人才来加快创新步伐。目前,他们已经获得一些投资,有望不久成立一家药物创新公司。

“我们天时和地利都还不错,人才也会越来越好。”周耀旗对未来充满信心。

 周耀旗和团队 深圳湾实验室供图

高影响因子论文也可能是“追捧”

尽管成果不乏Nature“牛文”,周耀旗挂在深圳湾实验室官网上的两篇代表作所发表的期刊却均非“高影响因子期刊”。

其中一篇关于新型抗肽菌研发的成果经过“8年抗战”才取得,仅发表在影响因子为5的《美国实验生物学联合会会志》;另一篇关于第一个端到端RNA二级结构预测方法则发表于反响较为一般的《自然—通讯》。

对此,周耀旗认为,一项研究能够发表在高影响因子期刊上,只能说它在某些方面得到了认可,甚至是追捧,但并不一定是原创性的工作。“一个0到1的原创性工作在刚开始时就像一只丑小鸭,往往不是很完美,只能发在专业杂志上,需要多年的进一步努力才能变得完美。”他说。

2007年,周耀旗和同事首次用神经网络预测蛋白质主链真实二面角,当时误差特别大,仅仅发表在影响因子3左右的《蛋白质》期刊。后来通过不断地改进,才证明连续分布的二面角可以准确预测,为包括AlphaFold在内的最近通过二面角构建蛋白质结构的、端到端深度学习预测的突破提供了基础。

另外,他最有影响力的工作——与团队提出的一个蛋白质的新统计能量函数,当年仅仅发表影响因子在2左右的《蛋白质科学》期刊上,却有超过1000的引用。

尽管他本人在博士后期间也曾发表过Nature文章,但他认为,这篇文章并不算自己最好的,也并非引用率最高的论文。

“新思路、新方法很重要,会不会有很大的影响往往需要很长的时间才能知道,不是能够以平均三年引用所代表的短期影响因子可以判断出来的。”周耀旗说,他建议要改变影响因子的计算方法,而不能被它牵着鼻子走。

在人才衡量方面,周耀旗主张以匿名小同行审议为基础,通过多个指标,包括近年创新能力的走向来共同判断,而非仅仅以论文所发表期刊的影响因子“论英雄”。

“深圳湾实验室对科学研究或者对科学家的评判标准还在建立中,相信会有比较专业的方法。”他说。

 周耀旗和团队 深圳湾实验室供图

“年龄一刀切是‘紧箍咒’”

作为一名跨文化科学家,回国一年多,周耀旗深感国内科研水平飞升,国内的科研文化和环境也有很多让他喜欢的地方。

“科研信息流动快,国际重大科研成果在国内中文的传播几乎是同步的;人与人之间交往、合作很方便,微信群里喊一声就可以,越来越多的人对开放合作很友好;各级政府都对科研都很重视,从国家、省、市、一直到区政府都有各种各样的科研计划和人才项目,经费渠道相应比较多”他举例说,更重要的是年轻人朝气冲天、生机勃勃,未来非常可期。

不过,世界上也没有一个完美的地方,周耀旗同时认为国内一些科学文化尚待改善。

例如,在人才培养方面,博士后时间过短。国家对博士后只有两年补贴使很多人认为博士后只需要两年就够了。其实博士后才是培养独立思考能力的最重要时机。他本人也是在五年的博士后锻炼中真正知道如何从大处着眼、小处着手做科研。

在科研项目方面,很多项目指南太细,把科学创新项目当工程项目做,盲目追求大团队,指标定量,数论文、数专利,不仅仅束缚了创造力,也压制了竞争力。

在人才队伍方面,我国各级政府各种人才项目很多,但对人才的年龄“一刀切”却是许多人的紧箍咒。同时,人与人之间,不管其性别、年龄、或者地位,在科学真理面前必须平等,才能发挥出每个人的最大潜力。国内在这方面还有很长的一段路要走。此外,不拘一格、慧眼识才的伯乐也是目前最缺的。

在周耀旗看来,要使人生更有意义,关键是找到自己真正爱做的事情。曾经,博士毕业后他参与创业,才明白自己是多么喜欢科研。在科研的下半场,周耀旗希望基于这些年的科研积累,让实验室的研究真正惠及于民。

“如果是自己喜爱的,当工作不再是工作,而是事业,就会有耐心、有毅力,再苦再累也会心甘情愿。在精神上,也会感觉充实饱满。”周耀旗说。

现在,在深圳街头,你或许会碰到周耀旗。每天,他都会用15分钟骑着共享单车心情飞扬地去上班。

周耀旗 深圳湾实验室供图

 

 

 
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