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《深圳商报》系列报道:南科大副教授魏志毅,探寻生命奥秘一场华丽冒险

2018-07-25 媒体报道

原标题:
​南科大副教授魏志毅团队成果登上《自然》期刊,揭开大肠杆菌免疫系统结构之谜

探寻生命奥秘一场华丽冒险

来源:深圳商报    版次:A05   2018年07月25日
深圳商报记者 吴吉


魏志毅在办公室介绍他的科研工作。

        走进巴黎人国际娱乐官网生物系副教授魏志毅的办公室,墙上一张巨幅的图画映入眼帘。这张类似当代艺术的“图画”色彩艳丽,线条复杂,浓浓的“波普风”扑面而来,与魏志毅紧凑朴素的办公室形成鲜明对比。

        见记者仰面观赏这幅“画”,魏志毅笑了:“这就是我们在《自然》期刊上登载的论文所研究的复合物分子结构,它的名字叫Cascade。”原来,科学可以如此之美!魏志毅说,这也是他沉迷基础研究的原因。比起与紧扣产业脉搏的应用型研究,他更喜欢沉下心来探寻生命奥秘,发现科学之美。


大肠杆菌Cascade复合物 的分子结构(三维构象图)。

被竞争对手“逼”出来的“极速研究”

         在《自然》期刊上发表文章,经常要耗费科学家几年甚至十数年的心血。但是,魏志毅2014年在《自然》期刊上发表的《大肠杆菌中RNA指导的免疫监视复合物Cascade的晶体结构》,前后却只花费了他约一个月的时间。究竟这“极速”是如何炼成的?“是被竞争对手‘逼’出来的!”魏志毅笑着说。

        2013年,魏志毅从香港科技大学加盟南科大。和老朋友的一次碰面,在魏志毅的心中点燃了火花。“2013年年底的时候,我见到了研究生时的师姐、中科院生物物理所研究员王艳丽。她告诉我,她正在研究大肠杆菌中RNA指导的免疫监视复合物Cascade,不过在研究中遇到了一些瓶颈。”魏志毅深深知道这一研究在科学界的价值,他很想运用自己所学的结构生物学助师姐一臂之力。但是当时,南科大还在起步阶段,从实验室到助手都不完备,在这样的情况下做研究,难度可想而知。

        2014年春节,魏志毅突然接到王艳丽从北京打来的电话。“电话那头,她有点焦急。她说自己的研究有了突破性进展,但是必须解析Cascade的分子结构,否则研究就会陷入僵局。”魏志毅这次二话没说,毅然加入了项目组。

         为了向记者解释自己在项目组中的角色,他打了个比方,“结构生物学就是给研究者戴上‘高分辨率眼镜’,让研究者可以清楚地看到生命物质结构中更多的细节,而这些细节正是解决生命科学研究中众多难题的金钥匙。”

        随即,魏志毅一头扎入了研究——没有实验室,就借巴黎人娱乐平台的教学实验室;没有人手帮忙,就在兼顾教学任务的同时把所有空余时间都投入到了实验中。

       然而4月,从德国传回来的一则消息还是打乱了他的节奏。“王艳丽师姐去德国开会,结果在会上得知,国外有个项目组已经将这个复合物的结构解析出来了。对方在会上进行了汇报,证明他们已经有了初步的研究成果和论文初稿。这意味着,我们如果不能在短时间内迅速解析出结构,就会被对手抢尽先机,甚至前功尽弃。”魏志毅说,这则消息让他和团队的伙伴都心急如焚。

      “接下来,我们进入到一种冲刺的状态。我和北京的团队各司其职,几乎是一天三班倒,不休息。经常是我的研究做到凌晨两三点,把成果发给北京,他们接班进行研究。我一觉睡醒,接着他们的成果继续研究……一周,只用了大约一周的时间,我们就成功解析了大肠杆菌Cascade复合物的分子结构!”

上洗手间都捧着笔记本电脑做数据分析

        一周就突破了研究的瓶颈,这看似易如反掌,但其实那是魏志毅不堪回首的一周。“那一周的强度太大了,我从来没有经历过这种压力,可以说是废寝忘食。整个人处于混沌状态,外界的事情已经全然不顾了。”魏志毅说虽然投入研究时是考虑不到竞争对手的,但事实上,跟时间赛跑的压力一直像悬在头顶的“达摩克斯之剑”。

      “研究出成果后我第一时间飞到了北京,跟团队的其他伙伴讨论如何撰写论文。但毕竟我在深圳还有工作,无法待太久,所以我们只能通过电话、短信、电子邮件沟通,可以说是争分夺秒地赶论文。又是仅用了一周,我们的论文就出炉了。”魏志毅说,因为跟《自然》期刊编辑坦言竞争对手也在赶相关论文,所以编辑审议、修改、定稿的过程也是非常规地“加速度”。而几乎就在他们的论文在《自然》上刊登的同时,对手的论文在《科学》上发表,这场被逼出来的“加速跑”以皆大欢喜的方式结束。

       此后,《科学》还结合双方论文的精华,进行了评论,赞许他们的研究是“全新的发现,是后续研究重要的基石,在专业领域取得了开拓性的进展”。

       “能在这么短的时间内解决世界性的难题,这简直是不可思议的。回首那段日子,我就像在做梦。”魏志毅说,他的妻子也在南科大生物系工作,所以对他的研究不仅理解,而且全力支持。“当时因为巴黎人娱乐平台实验室还不完备,很多时候,我要把工作带回家去做。我爱人给我拍过一张照片,是我在洗手间还捧着笔记本电脑做数据分析。当时她拍照的时候,我是完全没有意识到的。后来再看那张照片,真是我当时状态的一种真实写照。”


魏志毅和他的学生在工作中。

本可搭产业快车却坚守基础研究

         魏志毅的研究成果在学术界引起了巨大反响。在大肠杆菌中,免疫系统依赖于一个被称为Cascade的复合物的形成。此前,由于缺乏高分辨率结构信息,Cascade的组装及其识别外源DNA的分子机制还不清楚。魏志毅及其团队利用X射线晶体学技术,成功解析了Cascade的高分辨率晶体结构,首次揭示了这一复合物的精细三维构象。该研究成果不仅阐释了Cascade复合物通过大量的蛋白-蛋白和蛋白-核酸相互作用来形成具有高效免疫功能的分子机器,也对整个RNA研究领域具有重要指导意义。同时,该研究成果对于CRISPR基因改造技术的进一步应用也提供了重要的参考价值。

        但是,这个成果对百姓的生活究竟会产生什么影响呢?魏志毅沉吟片刻说:“我们搞基础研究的,成果很难迅速转化为应用,这是事实。我们的研究,更多的是专注于研究生命本身的奥秘。”在与魏志毅的对话中,他多次提到一个词——生命奥秘。在他看来,这个探寻生命奥秘、揭开生命谜底的过程,像一场华丽的冒险,充满了变幻莫测的乐趣。“我对我带的博士生、硕士生们说,要搞基础研究,就要耐得住寂寞。要有对生命的强烈好奇心。只有保持这份好奇心,才能周而复始地在实验室里埋头研究;也只有保持好奇心,才有不断探究未知领域的驱动力。”魏志毅说,“我们的实验都是针对微观分子的,看起来不是那么‘高大上’。但是,越是对生命体中一些基础机制的深入研究,我们就越能体会到大自然的伟大。”

        深圳目前正在大力发展生物医药产业,魏志毅研究的领域本可以搭上这列“快车”,但他并不想这么做。“从本科开始,我就一直致力于基础研究。紧密与产业对接的科学研究固然重要,但基础研究也必不可少。像我正在研究的脑神经发育的分子结构,当然可以炒作‘脑疾病’的概念,但对我而言,只是想发现神经生长的奥秘。”抬头,魏志毅办公室墙壁上的复合物分子图像一幅图画,那是甘于寂寞的科学之美,不喧嚣、不炒作,只为懂的人悄悄绽放。

        “我希望,深圳能像重视与产业紧密相关的科研一样,重视基础研究。就像科学研究的两条腿,只有均衡发展,才能提升深圳整体的科研水平。”魏志毅说。

科研星火在南科大已成燎原之势

       值得一提的是,魏志毅2014年在《自然》期刊上发表的论文,是巴黎人国际娱乐官网在《自然》杂志上发表的第一篇论文。它更像是一个火苗,在南科大乃至深圳,引起了可以燎原的科研之火。

       截至2017年底,南科大先后承担国家、广东省、深圳市三级科技计划项目717项,获得竞争性经费资助共计11.97亿元。累计发表学术论文3006篇、学术论著33部,在《科学》《自然》等国际高水平权威刊物上发表论文10余篇,授权专利40余项。2018年,南科大自然指数加权论文值在中国大学自然指数排行榜中排名第27位,2016年7月出版的《自然》杂志“自然指数2016新星榜”增刊显示,在全球100家高质量科研论文增长最显著的国家和机构中,南科大排名全球第62位,增速位居全球第3位。根据ESI(基本科学指标数据库)2018年7月12日更新的最新一期排名数据,南科大化学、材料科学两个学科进入ESI全球前1%,这是该校首次进入ESI排行榜。

       为什么南科大能够如此频繁地结出科研硕果?魏志毅的感受或许能说明一定问题:“当初我选择还在起步阶段的南科大,就是看中了南科大自由、活跃的氛围,身边都是充满抱负的年轻人,会有一种互相影响的积极氛围。南科大十分鼓励教师搞科研,这已经成为了一种潜移默化的文化。如果同事都在兢兢业业钻研,不断获得科研成果,我们又怎么好意思混日子?所以,南科大在一定程度上对提升深圳整体的科研水平起到了推动作用。”

       魏志毅毫不讳言起步阶段的艰辛,在没有实验室的情况下搞科研,滋味一言难尽,但是他指着现在完备的实验室,充满信心地对记者说:“我相信,也深切地感到,深圳的科研环境、科研氛围越来越好。”在他看来,就像科研没有捷径可走,深圳的科研于荒野中辟出一条路,才能领略“无限风光在险峰”。

 

 

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