我依然記得第一次種下葫蘆籽,看到小苗從土壤中鉆出來(lái),慢慢長(zhǎng)大并最終結(jié)出葫蘆時(shí)的那種興奮感。
一顆小小的種子是如何長(zhǎng)成一株植物的?
(資料圖片僅供參考)
考上北大以后,盡管當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)科學(xué)非常流行,我的父母也試圖說(shuō)服我學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)科學(xué),但我還是毫不猶豫地決定主修生物學(xué)。
剛開(kāi)始讀博時(shí),我對(duì)植物細(xì)胞極性是如何初步建立的感到好奇。我測(cè)試了許多可能激活鋪板細(xì)胞ROP GTP酶的候選信號(hào),但一直沒(méi)有找到一個(gè)明確的答案,這讓我感到很沮喪。
不過(guò),當(dāng)我改變方法,從組織水平上開(kāi)展研究時(shí),我發(fā)現(xiàn),在時(shí)空上,它與生長(zhǎng)素分布的動(dòng)態(tài)模式相類似。
自此,我研究生長(zhǎng)素信號(hào)的職業(yè)生涯正式開(kāi)啟。
科學(xué)家不是苦行僧
科學(xué)研究,尤其是基礎(chǔ)科學(xué)研究,一直以來(lái)都被形容為艱苦且乏味的。
有人問(wèn)我:基礎(chǔ)科學(xué)研究有什么用?和我們的生活好像沒(méi)什么關(guān)系。
從某種意義上來(lái)說(shuō),它確實(shí)“沒(méi)什么用”,還會(huì)遇到經(jīng)費(fèi)不足,入不敷出的情況。前兩年,我實(shí)驗(yàn)室有段時(shí)間就是欠費(fèi)運(yùn)行狀態(tài)。
要解決這個(gè)問(wèn)題,只能靠開(kāi)源節(jié)流。國(guó)內(nèi)大部分植物生物學(xué)研究經(jīng)費(fèi)都傾向于支持應(yīng)用科學(xué)研究,比如作物開(kāi)發(fā)和改良。使用模式植物擬南芥進(jìn)行基礎(chǔ)研究的空間很小。由于資金的限制,大多數(shù)(如果不是全部的話)年輕科學(xué)家都轉(zhuǎn)向了作物科學(xué)方面的工作。
但是,回望世界歷史,基礎(chǔ)科學(xué)水平的提升,促成了歐美國(guó)家的崛起。
同樣的,從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度來(lái)看,利用模型系統(tǒng)進(jìn)行研究,從而理解生物學(xué)的基本原理,這是至關(guān)重要且必要的。通過(guò)研究生長(zhǎng)素就可以精確調(diào)控植物的性狀,比如可以讓植物早點(diǎn)開(kāi)花,早點(diǎn)結(jié)果,提高作物的產(chǎn)量、品質(zhì)等等,這對(duì)于農(nóng)業(yè)方面來(lái)說(shuō)非常重要。
科技創(chuàng)新是一項(xiàng)值得堅(jiān)持甚至奉獻(xiàn)終身的事情。我研究生長(zhǎng)素生物學(xué)已經(jīng)超過(guò)15年了,無(wú)論遇到多少困難,我都沒(méi)有改變過(guò)職業(yè)道路。
我認(rèn)為,我能堅(jiān)持的一大原因是熱愛(ài)。我從娜塔莎·萊克(Natasha Raikhel)教授那里學(xué)習(xí)了“如何享受科研探索的過(guò)程”。她是植物細(xì)胞生物學(xué)和化學(xué)基因組學(xué)領(lǐng)域的頂尖科學(xué)家,是我們植物細(xì)胞生物學(xué)中心(Center for Plant Cell Biology, CEPCEB)的主任。娜塔莎自己有一段神奇的經(jīng)歷,她是從一個(gè)藝術(shù)家轉(zhuǎn)行做了科學(xué)家,科學(xué)研究在她眼里與藝術(shù)有很多共通之處,也與生活相融合。每次我去拜訪她,她都會(huì)帶我去周邊的藝術(shù)博物館。耳濡目染的,我對(duì)科研、對(duì)生活的態(tài)度,也改變了很多??茖W(xué)家不是苦行僧,我從沒(méi)有把科研當(dāng)作枯燥的工作,我很享受科學(xué)研究的過(guò)程,很享受在科學(xué)的邏輯里探索答案的感覺(jué)。
搞基礎(chǔ)科學(xué)研究是一件非常需要科研情懷的事,也許耗盡畢生精力也做不出有份量的成果,也許清貧一生并不被大多數(shù)人理解,但這是我熱愛(ài)的事業(yè)。
難以預(yù)料的探索
生長(zhǎng)素研究領(lǐng)域挑戰(zhàn)之一就是“植物體如何整合這些途徑來(lái)解釋生長(zhǎng)素信號(hào),從而影響發(fā)育產(chǎn)出”的問(wèn)題。另一大挑戰(zhàn)則是對(duì)植物細(xì)胞中生長(zhǎng)素的動(dòng)態(tài)分布進(jìn)行可視化。盡管學(xué)界已經(jīng)確定了一些可以間接顯示體內(nèi)生長(zhǎng)素濃度/信號(hào)的標(biāo)記分子,但我們目前還無(wú)法看到生長(zhǎng)素的亞細(xì)胞分布。因此,我們迫切需要開(kāi)發(fā)新的工具和試劑,來(lái)觀察生長(zhǎng)素的體內(nèi)分布:其中一個(gè)策略可能依賴于與化學(xué)家、物理學(xué)家合作開(kāi)展的跨學(xué)科研究。
像這樣的跨學(xué)科研究是有必要的。如果有機(jī)會(huì)選擇一個(gè)不同的研究領(lǐng)域,我可能會(huì)選擇系統(tǒng)生物學(xué)。目前這個(gè)學(xué)科已經(jīng)恢復(fù)了活力,并以跨學(xué)科研究為重心。眾所周知,生物體是復(fù)雜的,潛在的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)等細(xì)胞生命過(guò)程也是如此。但這些復(fù)雜性可以被簡(jiǎn)化,并視作化學(xué)和物理反應(yīng)的結(jié)果。因此,為了更好地了解一個(gè)生物系統(tǒng),我們不得不了解生物反應(yīng)的化學(xué)和物理特征。通過(guò)跨學(xué)科研究,我們有望以更加量化的方式了解活細(xì)胞,并最終離揭開(kāi)生命奧秘更近一步。
科研不是命題作文。量子力學(xué)被發(fā)現(xiàn)之前,沒(méi)有人能想象它能發(fā)展到現(xiàn)在這個(gè)程度??蒲胁皇窃O(shè)定好的套路,而是開(kāi)發(fā)未知世界的過(guò)程。如果你已經(jīng)預(yù)知了結(jié)果,還需要什么研究。
每個(gè)人發(fā)展的路都要自己走,導(dǎo)師能做的只是引路人的角色。當(dāng)年在美國(guó)加州大學(xué)讀博時(shí),導(dǎo)師沒(méi)給任何提示就讓我去探索一個(gè)科學(xué)問(wèn)題,從一開(kāi)始的迷茫、找不到方向,到通過(guò)無(wú)數(shù)次嘗試,找到問(wèn)題的關(guān)鍵,最終決定主攻生長(zhǎng)素分子機(jī)制的研究,我的科研生涯是靠自己一步步摸索出來(lái)的,這是難以預(yù)料到的事情,看似很隨機(jī),又好像是命中注定的。
如今的學(xué)子們,比起我們那時(shí),條件好的太多,當(dāng)然來(lái)自社會(huì)的誘惑也很多。我也見(jiàn)過(guò)很多不同個(gè)性的學(xué)生,從我角度,我當(dāng)然希望更多優(yōu)秀的學(xué)生能投入到科學(xué)研究中,畢竟我們國(guó)家的發(fā)展一定需要在科技上真正強(qiáng)大起來(lái)。但也并不是每個(gè)學(xué)生都適合去做科研,如何真正認(rèn)識(shí)自己,認(rèn)識(shí)自己的能力,比所學(xué)的知識(shí)更重要。只有找到自己真正想做的事情,你才能更好的生活。只有真正喜歡,才能做好學(xué)術(shù)研究。
我希望培養(yǎng)出更多有情懷的科學(xué)家,希望我們的研究在世界范圍內(nèi)更有影響力,在科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)為人類社會(huì)做貢獻(xiàn)。
(作者徐通達(dá),現(xiàn)任福建農(nóng)林大學(xué)海峽聯(lián)合研究院教授兼副院長(zhǎng),Current Biology期刊編委,主要研究生長(zhǎng)素信號(hào)通路如何在植物發(fā)育過(guò)程中協(xié)調(diào)決定細(xì)胞命運(yùn),目前已在Cell、Science、Nature、PNAS、Nature Communications等國(guó)際一流學(xué)術(shù)期刊發(fā)表文章10余篇。)
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