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泡在湘湖实验室的“科研狂人”,在微观世界为现代农业云筑网

www.qianlia.com 2024-11-01 22:24 生活

将近晚上十点,湘湖实验室生物互作研究院科研骨干马守偲,仍然沉浸在实验中。

一边是培养皿,一边是显微镜,马守偲一边察看,一边记录,有时还会轻轻嘀咕着“要重新做实验……”

和这天一样,无数个平凡的工作日里,马守偲、实验器材还有他衣服上的八个大字“科研非常苦 坚持非常酷”都是“深夜拍档”。

对这位“科研狂人”来讲,实验室是“舒适区”,工作等同于“休息”,为梦想而奋斗,不算苦,但非常酷。

马守偲在察看细胞侵染现象 潮新闻李晓旭摄

微观角度看“植物守卫战”大家日常再一般不过的一草一木,是人类文明的要紧基石。

科幻电影《星际穿越》过去表达过如此的忧虑,将来地球将被黄沙覆盖,基本作物因枯萎病而灭绝,人类面临着前所未有些存活危机……

“就像人会生病一样,植物也会生病。但有的植物又非常聪明,它们会抗病,可以抵抗病原菌的侵害,守卫自己健康,其背后的奥秘叫人着迷。”马守偲告诉记者,现在,课题组主要围绕病原真菌与植物互作拓展研究,通过结构生物学的方法探究植物抵抗病菌侵害背后的奥秘,并基于此挖掘新的药物靶点。

早上8点半,记者抵达时,马守偲早已在细胞间开始了一天的工作,这个时候,现实世界里的他,仿佛已经穿梭到细胞、核酸和蛋白分子的微观世界里。

植物不会动,更不像动物一样具备次级免疫系统,没办法逃避各种病原菌和害虫的侵害,那它们怎么样捍卫自己健康呢?在与病原菌“魔高中一年级尺,道高中一年级丈”的长期斗争中,植物神奇地进化出复杂的防御系统。它们实时监控着病虫侵害,当忠诚的“哨兵卫士”TNL抗病蛋白,感知到病原菌活动时,免疫系统会立即启动一场守卫战,飞速激活免疫反应,辨别出病菌并与之对抗,最后保护我们的健康。

2020年,马守偲在清华大学读博期间以第一作者的身份在《科学》上发表研究论文,在国际上初次报道TNL类抗病小体的结构,并揭示了TNL直接辨别结合病原菌分泌的效应蛋白并形成NADase全酶的分子机制,打开了TNL抗病小体及有关信号传导机制研究的大门,为后续全新第二信使分子的成功发现奠定了决定性的基础。

论文发表在《科学》上 受访对象供图

进入湘湖实验室后,马守偲携带团队,继续深耕植物与真菌互作机制研究。他告诉记者,每年因为真菌病害而致使的农业减产可以占总减产量的三分之一到三分之二。他们“扎根”于基础研究,正是期望通过对真菌于植物互作分子机理的研究为植物设计出更有效的免疫方案,服务于现代绿色农业进步。

“科研是一种生活方法”

中午,马守偲快步往楼下的速食餐厅走,“几乎天天都是这家,由于速度快,不需要选择,味道也很好。”

在马守偲团队成员张云然眼中,马守偲一直最早到实验室,又最晚才离开的那个,“从没见过比马老师还拼的人”。助理孟慧跟着在旁边打趣:“马老师乐趣可能就是看文献”。

他听后笑了笑:“之前也常常跑步的,一口气能跑上八公里,目前太忙,跑得少了……”

马守偲正在做实验 采访对象供图

为什么会走上科研的道路?马守偲回想,启蒙源自初中遇上的一位生物老师。“他讲课生动又有趣,而且总能在日常践行所学,促进我萌发了最朴素的‘实验意识’。”

有一次,老师讲人工授粉时说自己家的南瓜比其他人家的产量高,由于他发现:南瓜的一些雌蕊由于受不到花粉而枯萎,于是用毛笔蘸了雄花的花粉再刷到雌蕊上,如此所有些雌花都能继续发育长成南瓜。“于是我也回家如此做,结果真提升了南瓜的产量。对孩子子来讲,这太有意思了。”

由此,马守偲对生物开始产生了浓厚的兴趣。高考考试后,他刚开始选择的本科专业是数学,但学了一年后,感觉自己还是最喜欢生物,于是就在大学小学二年级转去了生物系。

每每提到科研有关的内容,马守偲的双眼一直“明亮而坚定”,他会认真地看着记者,兴致盎然地讲述有关研究范围的话题。

“对我来讲,认真科研就是我的生活方法”,马守偲说,当你沉迷于一件事,不会感觉苦和累,反而能从中获得内心的满足和平静。

年轻人力量护航现代农业

生物学是一门实验科学,不少实验结果并未必符合预期,失败是天天都可能面对的“常事”。拥抱失败和挫折,从失败的结果中挖掘有价值的信息,针对性的调整研究策略,或许会在不经意间得到意料之外的突破,同时失败的磨练也能促进自我的成长和突破。

马守偲感觉自己是个不畏艰难、敢于坚持的“孤勇者”,即便博士期间面临毕不了业的风险,也敢于多年如1日地坚持做同学们避之唯恐不及的硬骨头课题,历经八年攻坚终于成功打开了TNL抗病小体及信号传导研究的大门。一方面是由于热爱,敢于为热爱付出所有,其次,“啃下科研硬骨头”带来的收获感非比一般。

长期以来,植物抗病蛋白都是学术界关注的热门范围,尤其是TNL抗病蛋白的抗病机制研究由于受材料、技术制约,在此之前国内外无人攻克。为知道决抗病蛋白量少、纯度低的难点。马守偲在总结失败经验后得想出几大“妙招”。

“通过对蛋白质序列剖析,大家发现N端60个氨基酸可能影响它的表达量,大胆地将它截掉后发现能显著提升蛋白表达量,又不影响它抗病功能,但即便如此蛋白表达量也依旧低的可怜,而且更致命的是还存在不少杂蛋白,很大地影响样品的纯度和水平,没办法达到冷冻电镜样品的需要。为此大家用多标签串联纯化和补加ATP的办法,巧妙地去除去95%以上杂蛋白,最后用微量蛋白纯化系统,得到了极微量(几微克)行为好合适冷冻电镜数据采集的优质样品,”他告诉记者,“同时将几种很规的办法运用到一个课题上,非常神奇地在不如何损失蛋白的状况下,很大提升了微量样品的纯度和行为。”

2022年6月份,湘湖实验室正式成立,隔年8月份,马守偲加入生物互作研究院由国家杰青林福呈教授作为首席科学家领衔的真菌与植物互作团队,和这个年轻的省级实验室一块,深耕农业范围基础研究,为国家现代农学与生物制造产业,积蓄革新策略力量。

马守偲团队 湘湖实验室供图

现在,马守偲课题组总共6个人,全部都是九零后。携带团队成员做课题的同时推荐科研经验和探讨科技前沿信息,即便在实验等待间隙,马守偲和团队成员们,聊的最多的也是课题。除去每周的正式组会,每一个实验间歇也像个小组会,会随时跟进团队成员的每一步进展,准时解决他们实验中遇见的问题探寻解决方法。在团队成员张云然和刘梦宇心中,同龄人马老师是很值得敬重的“大神”。

“和传统实验室不同,来到这里将来效率非常高,湘湖实验室为年轻人科研职员提供了很理想的培养与成长环境”。在马守偲看来,湘湖实验室的用“新”,不只在于对年轻人人才的大胆用,也用新体制为年轻人人才提供经费支持和成长机会。

湘湖实验室总部 湘湖实验室供图

预计今年下半年,马守偲课题组就能搬到湘湖实验室新总部钱湾生物港,拥有一整个平层的工作空间。“大家有更多设施,更好的实验条件,也能吸纳更多的人一块努力。”他指着园区规划示意图一边比一边说,而在他心中,更宏伟的蓝图也无比明确,在植物抗病蛋白范围加速获得新进展,为一草一木“云筑网”,为中国农业贡献“湘湖力量”。

Tags:科普

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