作者:赵永新 来源:人民日报 发布时间:2023/10/16 7:26:04
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周俭民:用专注回答科学问题

 

周俭民在实验室观察实验样品。

赵永新摄

2023未来科学大奖的“生命科学奖”,授予中国科学院遗传与发育生物学研究所(以下简称中国科学院遗传发育所)研究员周俭民与他的合作者西湖大学教授柴继杰,奖励两位科学家在发现抗病小体并阐明其结构和在抗植物病虫害中的功能做出的开创性工作。这些重要科学突破被国际同行称为“植物抗病领域里程碑”,相应成果发表于2019年4月的《科学》杂志上。

从1994年专注植物抗病研究算起,周俭民已在这个领域默默耕耘了近30年。如今,他还在以同样的热情,向着科学的更深、更广处前行。

兴趣——

“科学研究是一个非常有趣的职业,你可以去追逐梦想、满足自己的好奇心”

从小生活在城市、跟植物打交道很少的周俭民,是如何与植物免疫研究结缘的?

“兴趣,或者说好奇心。”坐在办公室的靠背椅上,身穿深灰色短袖、脚蹬运动鞋的周俭民,向记者讲起自己的成长之路。

周俭民出生在四川省成都市,上高中时,生物课老师讲的遗传学把他吸引住了:“之前觉得生物就是动植物、花花草草,听老师讲遗传学就觉得生物挺有意思。后来考大学填志愿时,我就报了四川大学生物系。”

上大学时,周俭民一心扑在专业课学习上,成绩名列前茅。大学毕业后,他考入中国科学院遗传发育所攻读硕士研究生,导师是植物病理学家周嘉平先生。

读研期间,周俭民根据导师的建议,到北京农学院(现中国农业大学)旁听曾士迈先生讲授的《植物免疫》课程。当时,曾士迈先生讲到美国植物病理学家弗洛尔提出的“基因对基因”假说:植物存在一组抗病基因,可以识别病原微生物的致病基因,并与之精准匹配,从而引发植物的免疫反应。“我听了之后觉得太神奇了,后来就一直忘不掉。”周俭民说。

之后,周俭民赴美国留学、工作。2004年回国后,加入刚成立的被称为“科技体制改革试验田”的北京生命科学研究所。2012年他来到中国科学院遗传发育所,一直从事植物抗病研究。

“植物免疫领域最吸引我的,是植物与病原微生物之间奇妙的相互作用和令人叹为观止的生存策略,里面蕴含着无穷的生物学问题,令人流连忘返。”周俭民说,“科学研究是一个非常有趣的职业,你可以去追逐梦想、满足自己的好奇心,加班加点也不觉得特别累。”

合作——

“把科学问题回答好是最重要的,至于谁的名字放在哪里不需要计较”

和周俭民同期加入北京生命科学研究所的,还有柴继杰。回国前,柴继杰在美国普林斯顿大学师从施一公,研究动物细胞凋亡关键蛋白的结构。在北京生命科学研究所,两人的实验室刚好门对门,经常一起聊天。

尽管上世纪90年代科学家就克隆出了第一批植物抗病基因,但植物抗病的一些关键问题始终没有解决,最为突出的就是弗洛尔抗病基因所编码的蛋白的结构及其抗病机制问题:抗病蛋白长什么样子?它怎么发出指令调动千军万马去抵御病原微生物?

当时,专注于植物抗病蛋白结构的科学家少之又少。听周俭民讲了这些情况,柴继杰立即产生了浓厚兴趣,两人从此开始了长达19年的合作研究。周俭民主要研究植物抗病蛋白的生化机制,柴继杰主要解析抗病蛋白的三维结构,两人优势互补、各展所长,推动了植物免疫的研究进展。

2007年,两人合作解析出第一个弗洛尔抗病基因的复合物结构,并提出了抗病蛋白识别病原的新模型——“诱饵模型”。此后,他们又解析出多个抗病蛋白的三维结构及其生化机制。从2015年开始,两人开始聚焦经典的弗洛尔抗病蛋白ZAR1。两个实验室团队几乎每个月都要一起开会讨论,寻找突破方向。2019年,他们分别从植物细胞和体外重组蛋白实验获得了ZAR1蛋白寡聚的证据,柴继杰实验室在体外重组了ZAR1寡聚体,并解析了其清晰的三维结构。

他们把这个结构很像五瓣小花的抗病蛋白称为“抗病小体”。这是国际上第一次发现抗病小体,破解了困扰植物免疫领域20多年悬而未决的难题——植物抗病蛋白是如何控制细胞死亡和免疫的,为国内外同行设计广谱、长效的新型抗病蛋白奠定了理论基础。

两人长达近20年的合作高效、默契,被同行誉为合作研究的“黄金搭档”。“我们之所以合作得这么好,除了专业互补、兴趣相投,最重要的是相互信任。”周俭民说,“把科学问题回答好是最重要的,至于谁的名字放在哪里不需要计较。”

坚持——

“科学研究没有捷径,只能不断地寻找新的证据,用事实说话”

从事前沿领域的科学研究,失败和挑战是家常便饭。遇到障碍、做不下去的时候怎么办?

“我觉得真正难的地方,并不是技术问题,而是当你的工作完成之后,取得的新的研究成果没有马上被同行认可。”周俭民说。

周俭民坦言:“遇到技术难题,可以通过努力学习最新先进技术、跟同行合作来逐步解决。但当你的发现与现有学术观点有冲突,导致文章投出去之后杂志不接受,或者发表后不被许多同行认可,这对一名科研人员特别是‘新手’来说,会带来一些挫败感。”

“遇到这种情况时,怎么继续往下走?”

“要勇敢面对。”周俭民的回答是,“你只要做创新的东西,永远会存在这个问题。科学研究没有捷径,只能不断地寻找新的证据,用事实说话。”

他举了一个例子:2007年和柴继杰合作提出“诱饵模型”后,由于与当时的主流研究观点有冲突,文章发表后颇受质疑。

周俭民说,“这让我意识到,做科研不光要说服自己,还要学会说服同行。单靠一篇文章可能无济于事,要靠一系列的工作。”

后来,周俭民在其它几篇论文中印证了“诱饵模型”的正确性,几个国外实验室也得出了同样的结论,“诱饵模型”逐渐被大家认可。

“我们现在的研究重点有两个。”周俭民告诉记者,一个是顺着抗病小体开辟的方向继续往下挖,寻找一些重要的抗病机制;一个是关注农业生产上的重要问题,利用已有的研究成果设计出更有效的抗病基因,解决猕猴桃、水稻、油菜等重要作物的病虫害问题。

“历史上,多次暴发的植物病虫害对人类文明产生了重大影响,即便现在,全球因病虫害造成的农作物减产高达40%。”周俭民表示,“力争在几年内做出对农业生产有帮助的研究成果。”

 
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