今天,未來科學大獎頒出2023年獲獎名單,共8位科研工作者獲獎。其中,西湖大學植物免疫學講席教授柴繼杰榮獲“未來科學大獎—生命科學獎”。
與柴繼杰一同分享獎項的,是中國科學院遺傳與發(fā)育生物學研究所研究員周儉民,兩人在植物免疫上的研究合作,跨度將近20年。
頒獎詞寫道:“獎勵他們?yōu)榘l(fā)現(xiàn)抗病小體并闡明其結構和在抗植物病蟲害中的功能做出的開創(chuàng)性工作!
未來科學大獎是2016年創(chuàng)設的,由科學家和企業(yè)家群體共同發(fā)起,目前設有“生命科學獎”“物質科學獎”“數(shù)學與計算機科學獎”三個獎項。
發(fā)現(xiàn)一朵“紫金花”
這是一項什么研究?屬于植物免疫領域的研究。
開始,人類對植物免疫知之甚少,水楊酸是最有代表性的故事。古希臘人知道咀嚼柳樹皮可以減輕分娩痛苦。直到1828年,化學家從柳樹皮中提煉出少量活性成分。1898年,乙酰水楊酸被合成,這就是著名的解熱鎮(zhèn)痛藥物阿斯匹林。
柴繼杰和周儉民從2004年開始合作,漸漸有了些成果,發(fā)表了一些論文,獲得不少獎項。
2019年,重大突破來了。柴繼杰團隊揭示CNL類抗病蛋白ZAR1的不同狀態(tài),識別到病原體信號時,五個ZAR1蛋白會聚合到一起,形似一朵紫金花。柴繼杰和周儉民為它取名為“抗病小體”,這被認為是植物免疫領域里程碑事件!翱共⌒◇w”的激活,會引發(fā)植物免疫反應和細胞死亡。
之后,柴繼杰和團隊繼續(xù)突破,發(fā)現(xiàn)TNL類抗病蛋白RPP1四聚化后,會產(chǎn)生全新的核苷類化合物,作為“第二信使”,從而起始植物的免疫和死亡通路。
從造紙廠考上研究生
柴繼杰剛剛入職西湖大學,但很多人對他的名字并不陌生。不僅因為他是中國大陸首位“德國洪堡教授”,還有他頗為傳奇的人生經(jīng)歷。
這是一位從造紙廠走出的世界頂尖科學家。
柴,這個字拆開來看,是“此木”,就是“這個木頭”。柴繼杰似乎注定和植物有緣。
初中畢業(yè)時,他拒絕接替父親在煙草收購站的工作。雖沒考上重點高中,去了一所普通高中。之后,從大連輕工業(yè)學院造紙專業(yè)畢業(yè),被分配到丹東鴨綠江造紙廠工作。
他想改變現(xiàn)在的生活,花了半年時間準備,報考石油化工科學研究院。筆試通過后,石科院專門派人來造紙廠對他考察,對方很疑惑,這名考生居然來自工廠,且已經(jīng)工作四年。
之后,柴繼杰被應用化學專業(yè)錄取了。1994年,他繼續(xù)讀博,考入中國協(xié)和醫(yī)科大學,誤打誤撞進入晶體學領域。讀博,再到申請普林斯頓的博后時,他身上“造紙廠出身”的標簽依然醒目:起點低,基礎差,英語也不行。
聽到類似的聲音,柴繼杰也不反駁,任憑皺紋在微笑中綻放。他從來沒覺得自己不行。很少有人知道,他高考那年,是全校唯一考上本科的學生。
施一公嫡傳的博士后
柴繼杰是施一公的博士后。
1998年,施一公正在普林斯頓大學組建自己的實驗室,翻到了柴繼杰的簡歷,他覺得這個人很“邪乎”,居然在最基層的造紙廠工作了四年,還能再考上研究生,相信他一定有過人之處。
柴繼杰和另一位新入職的博士后到普林斯頓大學報到第一天,施一公認真講述了研究課題要求和初步的實驗設計,講完后,一位博士后去準備實驗了,剩下柴繼杰站在那里沒有動。
“一公,你能不能再講一遍?”柴繼杰問。
“你聽懂多少?”施一公反問。
“我,可能大部分沒太聽懂……”柴繼杰略顯尷尬地說。
施一公很無奈,不得不從頭開始,一點一點從基礎教起。以至于后來柴繼杰回憶起這段歷史時還很得意,因為他的生物學實驗技術都是施一公親自傳授,絕對的嫡傳。
他聽從了施一公的建議,每天堅持閱讀英文報紙及文獻,以及,把煙戒了。因為吸煙要下樓,浪費時間。在這里五年,柴繼杰終于找到做科研的感覺,也發(fā)了不錯的文章。
當時,北京生命科學研究所(北生所)剛組建,在美國招聘獨立實驗室負責人(PI)研究員,所長是著名生物化學家王曉東。施一公驅車前往,副駕駛坐著柴繼杰。最終,柴繼杰入選。
經(jīng)過五年的博士后訓練,柴繼杰在科學研究上已自信滿滿。
回國投入植物免疫研究
北京生命科學研究所里,柴繼杰的實驗室在二樓,對面是周儉民的實驗室,中間隔著一些共用的實驗設備。
回國的第二年,柴繼杰重新點燃了香煙。這一年他39歲,已近不惑。柴繼杰經(jīng)常和周儉民一起抽煙。接下里20年,他投入了真正要施展的領域——植物免疫。
周儉民和柴繼杰開始合作時,雖然前人已經(jīng)提出了“基因到基因”的理論,并通過遺傳方法克隆到的一些抗病基因,但植物的這些抗病蛋白究竟是如何工作的,工作機制是什么,基本一片空白。而理解這一機制,對更好利用抗病蛋白具有重要意義。
柴繼杰和周儉民從2004年開始合作,2007年有了一些關于抗病蛋白的初步結果,成果發(fā)表在Nature上。雖然這項工作在認識抗病蛋白作用機理的道路上邁了一步,但是僅僅是萬里長征的第一步。
但受限于當時的技術條件,柴繼杰和同事在植物免疫領域的探索“沉寂”了好些年。
輸在起跑線不重要
關鍵看后程發(fā)力
柴繼杰的故事,施一公在很多場合都講過,直到今天,柴繼杰仍是施一公最得意的博士后之一。施一公不斷重復這個故事,在他看來,“輸在起跑線上”并不那么重要,關鍵還是后程發(fā)力。
現(xiàn)在,柴繼杰和他的團隊,已經(jīng)打掃好在西湖大學的新實驗室,包括幾間植物房,播下了種子,包括擬南芥、水稻,還有本氏煙草。這些都是理想的模式植物。
柴繼杰畫了一張圖,上面是植物免疫的各種模式,其中還標注了很多問號。在西湖大學,他要把這些問號拉直,并且探索幫助植物提高免疫的新機制和方法。
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