將近晚上十點(diǎn),湘湖實(shí)驗(yàn)室生物互作研究院科研骨干馬守偲,仍然沉浸在實(shí)驗(yàn)中。
一邊是培養(yǎng)皿,一邊是顯微鏡,馬守偲一邊觀察,一邊記錄,有時(shí)還會輕輕嘀咕著“要重新做實(shí)驗(yàn)……”
和這天一樣,無數(shù)個(gè)平凡的工作日里,馬守偲、實(shí)驗(yàn)器材還有他衣服上的八個(gè)大字“科研很苦 堅(jiān)持很酷”都是“深夜拍檔”。
對這位“科研狂人”來說,實(shí)驗(yàn)室是“舒適區(qū)”,工作等同于“休息”,為夢想而奮斗,不算苦,但很酷。
馬守偲在觀察細(xì)胞侵染現(xiàn)象 潮新聞李曉旭攝
微觀角度看“植物保衛(wèi)戰(zhàn)”
我們生活中再尋常不過的一草一木,是人類文明的重要基石。
科幻電影《星際穿越》曾經(jīng)表達(dá)過這樣的憂慮,未來地球?qū)⒈稽S沙覆蓋,基本作物因枯萎病而滅絕,人類面臨著前所未有的生存危機(jī)……
“就像人會生病一樣,植物也會生病。但是有些植物又很聰明,它們會抗病,能夠抵抗病原菌的侵害,保衛(wèi)自身健康,其背后的奧秘讓人著迷?!瘪R守偲告訴記者,目前,課題組主要圍繞病原真菌與植物互作開展研究,通過結(jié)構(gòu)生物學(xué)的手段探究植物抵抗病菌侵害背后的奧秘,并基于此挖掘新的藥物靶點(diǎn)。
早上8點(diǎn)半,記者抵達(dá)時(shí),馬守偲早已在細(xì)胞間開始了一天的工作,這時(shí)候,現(xiàn)實(shí)世界里的他,仿佛已經(jīng)穿梭到細(xì)胞、核酸和蛋白分子的微觀世界里。
植物不會動,更不像動物一樣具有次級免疫系統(tǒng),無法逃避各種病原菌和害蟲的侵害,那它們?nèi)绾魏葱l(wèi)自身健康呢?在與病原菌“魔高一尺,道高一丈”的長期斗爭中,植物神奇地進(jìn)化出復(fù)雜的防御系統(tǒng)。它們實(shí)時(shí)監(jiān)控著病蟲侵害,當(dāng)忠誠的“哨兵衛(wèi)士”TNL抗病蛋白,感知到病原菌活動時(shí),免疫系統(tǒng)會立即啟動一場保衛(wèi)戰(zhàn),迅速激活免疫反應(yīng),識別出病菌并與之對抗,最終保護(hù)自己的健康。
2020年,馬守偲在清華大學(xué)讀博期間以第一作者的身份在《科學(xué)》上發(fā)表研究論文,在國際上首次報(bào)道TNL類抗病小體的結(jié)構(gòu),并揭示了TNL直接識別結(jié)合病原菌分泌的效應(yīng)蛋白并形成NADase全酶的分子機(jī)制,打開了TNL抗病小體及相關(guān)信號傳導(dǎo)機(jī)制研究的大門,為后續(xù)全新第二信使分子的成功發(fā)現(xiàn)奠定了決定性的基礎(chǔ)。
論文發(fā)表在《科學(xué)》上 受訪對象供圖
進(jìn)入湘湖實(shí)驗(yàn)室后,馬守偲帶著團(tuán)隊(duì),繼續(xù)深耕植物與真菌互作機(jī)制研究。他告訴記者,每年由于真菌病害而導(dǎo)致的農(nóng)業(yè)減產(chǎn)可以占總減產(chǎn)量的三分之一到三分之二。他們“扎根”于基礎(chǔ)研究,正是希望通過對真菌于植物互作分子機(jī)理的研究為植物設(shè)計(jì)出更有效的免疫策略,服務(wù)于現(xiàn)代綠色農(nóng)業(yè)發(fā)展。
“科研是一種生活方式”
中午,馬守偲快步往樓下的快餐店走,“幾乎每天都是這家,因?yàn)樗俣瓤?,不用選擇,味道也不錯(cuò)?!?/p>
在馬守偲團(tuán)隊(duì)成員張?jiān)迫谎壑?,馬守偲總是最早到實(shí)驗(yàn)室,又最晚才離開的那個(gè),“從沒見過比馬老師還拼的人”。助理孟慧跟著在一旁打趣:“馬老師樂趣可能就是看文獻(xiàn)”。
他聽后笑了笑:“之前也經(jīng)常跑步的,一口氣能跑上八公里,現(xiàn)在太忙,跑得少了……”
馬守偲正在做實(shí)驗(yàn) 采訪對象供圖
為何會走上科研的道路?馬守偲回想,啟蒙來源于初中遇上的一位生物老師?!八v課生動又有趣,而且總能在日常生活中踐行所學(xué),促使我萌發(fā)了最樸素的‘實(shí)驗(yàn)意識’?!?/p>
有一次,老師講人工授粉時(shí)說自己家的南瓜比別人家的產(chǎn)量高,因?yàn)樗l(fā)現(xiàn):南瓜的一些雌蕊因?yàn)槭懿坏交ǚ鄱菸谑怯妹P蘸了雄花的花粉再刷到雌蕊上,這樣所有的雌花都能繼續(xù)發(fā)育長成南瓜。“于是我也回家這樣做,結(jié)果真提高了南瓜的產(chǎn)量。對小孩子來說,這太有意思了?!?/p>
由此,馬守偲對生物開始產(chǎn)生了濃厚的興趣。高考后,他最初選擇的本科專業(yè)是數(shù)學(xué),但學(xué)了一年后,覺得自己還是最喜歡生物,于是就在大學(xué)二年級轉(zhuǎn)去了生物系。
每每提到科研相關(guān)的內(nèi)容,馬守偲的眼睛總是“明亮而堅(jiān)定”,他會認(rèn)真地看著記者,興致盎然地講述相關(guān)研究領(lǐng)域的話題。
“對我來說,認(rèn)真科研就是我的生活方式”,馬守偲說,當(dāng)你沉迷于一件事,不會覺得苦和累,反而能從中獲得內(nèi)心的滿足和平靜。
青年力量護(hù)航現(xiàn)代農(nóng)業(yè)
生物學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué),很多實(shí)驗(yàn)結(jié)果并不一定符合預(yù)期,失敗是每天都可能面對的“常事”。擁抱失敗和挫折,從失敗的結(jié)果中發(fā)掘有價(jià)值的信息,針對性的調(diào)整研究方案,也許會在不經(jīng)意間得到意想不到的突破,同時(shí)失敗的磨練也能促進(jìn)自我的成長和突破。
馬守偲覺得自己是個(gè)不畏艱難、敢于堅(jiān)持的“孤勇者”,即使博士期間面臨畢不了業(yè)的風(fēng)險(xiǎn),也敢于多年如一日地堅(jiān)持做同學(xué)們避之唯恐不及的硬骨頭課題,歷經(jīng)八年攻堅(jiān)終于成功打開了TNL抗病小體及信號傳導(dǎo)研究的大門。一方面是因?yàn)闊釔?,敢于為熱愛付出一切,另一方面,“啃下科研硬骨頭”帶來的成就感非比尋常。
長期以來,植物抗病蛋白都是學(xué)術(shù)界關(guān)注的熱點(diǎn)領(lǐng)域,特別是TNL抗病蛋白的抗病機(jī)制研究因?yàn)槭懿牧?、技術(shù)制約,在此之前國內(nèi)外無人攻克。為了解決抗病蛋白量少、純度低的難題。馬守偲在總結(jié)失敗經(jīng)驗(yàn)后得想出幾大“妙招”。
“通過對蛋白質(zhì)序列分析,我們發(fā)現(xiàn)N端60個(gè)氨基酸可能影響它的表達(dá)量,大膽地將它截掉后發(fā)現(xiàn)能顯著提高蛋白表達(dá)量,又不影響它抗病功能,但是即使這樣蛋白表達(dá)量也依然低的可憐,而且更致命的是還存在很多雜蛋白,極大地影響樣品的純度和質(zhì)量,無法達(dá)到冷凍電鏡樣品的要求。為此我們使用多標(biāo)簽串聯(lián)純化和補(bǔ)加ATP的方法,巧妙地去除了95%以上雜蛋白,最后使用微量蛋白純化系統(tǒng),得到了極微量(幾微克)行為良好適合冷凍電鏡數(shù)據(jù)收集的高質(zhì)量樣品,”他告訴記者,“同時(shí)將幾種非常規(guī)的方法運(yùn)用到一個(gè)課題上,很神奇地在不怎么損失蛋白的情況下,極大提高了微量樣品的純度和行為?!?/p>
2022年6月份,湘湖實(shí)驗(yàn)室正式成立,隔年8月份,馬守偲加入生物互作研究院由國家杰青林福呈教授作為首席科學(xué)家領(lǐng)銜的真菌與植物互作團(tuán)隊(duì),和這個(gè)年輕的省級實(shí)驗(yàn)室一起,深耕農(nóng)業(yè)領(lǐng)域基礎(chǔ)研究,為國家現(xiàn)代農(nóng)學(xué)與生物制造產(chǎn)業(yè),積蓄創(chuàng)新戰(zhàn)略力量。
馬守偲團(tuán)隊(duì) 湘湖實(shí)驗(yàn)室供圖
目前,馬守偲課題組總共6個(gè)人,全部都是90后。帶著團(tuán)隊(duì)成員做課題的同時(shí)分享科研經(jīng)驗(yàn)和探討科技前沿信息,即使在實(shí)驗(yàn)等待間隙,馬守偲和團(tuán)隊(duì)成員們,聊的最多的也是課題。除了每周的正式組會,每個(gè)實(shí)驗(yàn)間歇也像個(gè)小組會,會隨時(shí)跟進(jìn)團(tuán)隊(duì)成員的每一步進(jìn)展,及時(shí)解決他們實(shí)驗(yàn)中遇到的問題尋找解決方案。在團(tuán)隊(duì)成員張?jiān)迫缓蛣粲钚闹?,同齡人馬老師是非常值得敬重的“大神”。
“和傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室不同,來到這里以后效率特別高,湘湖實(shí)驗(yàn)室為青年科研人員提供了非常理想的培養(yǎng)與成長環(huán)境”。在馬守偲看來,湘湖實(shí)驗(yàn)室的用“新”,不僅在于對青年人才的大膽使用,也用新體制為青年人才提供經(jīng)費(fèi)支持和成長機(jī)會。
湘湖實(shí)驗(yàn)室總部 湘湖實(shí)驗(yàn)室供圖
預(yù)計(jì)今年下半年,馬守偲課題組就可以搬到湘湖實(shí)驗(yàn)室新總部錢灣生物港,擁有一整個(gè)平層的工作空間?!拔覀冇懈嘣O(shè)備,更好的實(shí)驗(yàn)條件,也能吸納更多的人一起努力?!彼钢鴪@區(qū)規(guī)劃示意圖一邊比一邊說,而在他心中,更宏偉的藍(lán)圖也無比清晰,在植物抗病蛋白領(lǐng)域加速取得新進(jìn)展,為一草一木“保駕護(hù)航”,為中國農(nóng)業(yè)貢獻(xiàn)“湘湖力量”。