孙宇辉：“剑桥精神”的完美诠释

本刊记者 徐芳芳

孙宇辉：“剑桥精神”的完美诠释

本刊记者 徐芳芳

2010年初夏，受聘为武汉大学楚天学者特聘教授的他从剑河之畔走来了，重新回到了这块熟悉又陌生的土地。熟悉，是因为他的心从来没有离开过；陌生是因为它的快速发展又使他感觉自己来到了一个新的世界。

他的梦想曾经从祖国起飞，2004年4月在上海交通大学获得博士学位后，他离别祖国赴剑桥大学深造。

星转斗移，寒去暑来。五年后的孙宇辉已经在天然产物的组合生物合成领域的世界舞台上崭露头角。他为什么把目光转向了祖国？孙宇辉告诉记者，是祖国生物科学事业的蓬勃发展和恩师邓子新院士对他的殷切期待所产生的巨大吸引力使得他毅然放弃了即将获得的“绿卡”而回到了养育了他的祖国。

持之以恒 永不放弃

1988年经历两次高考挫败的孙宇辉终于迈入了大学的门槛，考入了江西农业大学植物遗传育种专业，尽管这只是一所非常普通的大学，而且在当时同学们中普遍存在着一种厌农情绪，但孙宇辉却并不这么认为，他觉得他终于登上了一个追求自己梦想的新平台，一个儿时就向往的梦想：在科学的山巅自由地翱翔。

他非常珍惜这来之不易的大学时光，从大三开始就一直利用课余时间跟随老师在实验室进行关于水稻和大豆原生质体体外融合的课题研究，他的细心和勤奋得到老师们的欣赏和肯定，也收获了他科学研究道路上的第一篇研究论文。

在他立志迈向科研的第二个台阶（研究生）的过程中，命运似乎是有意为了让他得到更多的磨练，在大学毕业考研失利后，他选择了留校在生物技术研究开发中心一边从事科研和教学，一边在这个他喜爱的校园氛围里继续寻求自己的梦想。也正是在这里，他开始了那充满着神秘与奥妙的微生物世界的探索之旅。在涂国全教授的引领下，他第一次接触到了南昌链霉菌（Streptomyces nanchangensis）新种，它是七十年代由江西农业大学已故校长欧阳凉教授所带领的研究团队从校园土壤中分离发现的一种可以产生多个重要抗生素的革兰氏阳性细菌。其中南昌霉素（Nanchangmycin）是一种非常有效的能杀灭严重危害鸡生长和产蛋的鸡球虫的聚醚类抗生素，而梅岭霉素（Meilingmycin）则是与当前市场中最受欢迎和具激烈竞争性的生物农药阿维菌素（Avermectins）具有极其类似结构的大环内酯类抗生素。

经过5年的磨砺和积蓄，他再一次朝着自己预定的目标向前迈进了一步：考入华中农业大学生命科学技术学院，师从邓子新院士攻读生物化学与分子生物学专业研究生。邓子新教授是链霉菌分子遗传学鼻祖、英国皇家学会会员、英国John Innes Institute的David A. Hopwood的得意弟子，于上个世纪八十年代末学成回国，并以杰出的成就于2005年成为一位年轻的中国科学院院士，并随后陆续当选为第三世界科学院院士和美国微生物科学院院士。“正是那些年在邓老师实验室所受到的严谨而扎实的科学训练以及邓老师本人的悉心栽培，才使得我真正拥有了那通向令人向往的剑桥之门的金钥匙。”，孙宇辉回忆起在邓子新院士指导下攻读硕士和博士学位的那些时光时，仍不忘当年恩师的谆谆教诲。

在攻读博士学位期间，孙宇辉以南昌链霉菌这一具有基础研究和应用潜力，并具有我国自主知识产权的链霉菌新种作为研究对象，用异源探针法从中一举获得了八个聚酮化合物基因簇及其一系列与抗生素生物合成、调控有关的因子。这一发现为同一生物体内多个PKS基因簇之间的“交叉对话”研究提供了理想的候选材料，这些基因材料及其基因功能多样性的累积，构成了通过组合生物合成高产和创新微生物药物的宝贵基因资源库。他还成功地克隆和测序了国际上首例聚醚类离子载体抗生素——南昌霉素生物合成基因簇，第一次提出了整个聚醚类抗生素生物组装合成的模型。该结果发表于美国“Cell”系列期刊之一的“Chemistry& Biology”和英国微生物学会出版发行的国际学术期刊“Microbiology”。美国哈佛大学教授、美国科学院院士Christopher T. Walsh在“Science”综述中多处引用聚醚南昌霉素相关研究中的化学结构和新基因的关键作用和功能。

与此同时，他在研究工作中成功构建的适用于链霉菌染色体基因敲除的系列双功能科斯载体受到国内外众多同行的索取和成功使用，并按收录于国际链霉菌操作手册“Practical Streptemyces Genetics”（John Innes Foundation,UK).

天道酬勤，博士毕业之时，他已经在国外权威学术期刊上，如“Chemistry & Biology”，“Journal of Bacteriology”，“Microbiology”，“Archives of Microbiology”，“FEMS Microbiology Letters”共发表研究论文5篇；合作编译国外专业教材一部；获国家发明专利2项；在第13届国际放线菌生物学大会上受邀进行大会报告。他作为骨干所参与的项目获得“上海市科技进步一等奖”，“江西省自然科学二等奖”，“国家自然科学二等奖”。他的博士学位论文还荣获“2005年上海市研究生优秀成果（学位论文）奖”和“2006年全国优秀博士学位论文提名”。

探索真理 剑桥精神

对于孙宇辉来说，对自然奥秘的探索永远是没有止境的。2005年1月，孙宇辉怀着对自然科学的热爱和憧憬，来到了他梦寐以求的剑河之畔，作为Royal Society China Fellow和Research Associate在英国剑桥大学生物化学系Peter F. Leadlay教授实验室从事他所喜爱的天然产物生物合成的分子遗传学、生物化学及组合生物合成研究。作为英国皇家学会会员、英国皇家化学学会会员和剑桥大学生物化学系Herchel Smith讲席教授以及聚酮化合物生物合成模型的奠基人之一的Peter F. Leadlay教授在国际上享有崇高的学术威望，其所在的实验室也是当今抗生素生物合成研究最为活跃的研究团队之一。

剑桥，这个诞生过牛顿和霍金、诞生过生命科学最伟大发现的双螺旋DNA的地方，又迎来了一位来自于另一个遥远国度的执着的寻梦者。

剑桥的人文氛围是很浓郁的，无论是一条曲径通幽的巷道，或是学院庭园的一隅。剑桥所散发出来的是一种适雅的风情，不论是剑桥实验室里的严谨踏实,还是下午茶的悠闲轻松,抑或是圣诞晚宴的隆重愉悦。

在这里，孙宇辉倍感人生机遇的难得。他一方面继续以聚酮天然化合物为目标分子，以微生物遗传学、生物化学和化学为手段，对不同微生物来源、同类生物合成基因簇的比较研究，揭示同种抗生素家族不同成员的天然生物合成的共同规律，特别是在侧链基团立体异构化学的合理化遗传修饰和化学生物学改造以及PKS/NRPS组合生物合成方面进行了深入的探索。

初到剑桥，Peter F. Leadlay教授闲谈中不经意的一句“Life is short”，却留给他深深的思索：I should take this opportunity to enjoy life or work harder。他以他的勤奋和执着以及骄人的成绩给出他自己完美的诠释：在剑桥大学的5年时间里，他在国际权威学术期刊共发表研究论文8篇。其中，他以蛋白磷酸酶抑制剂，并具有抗HIV活性的重要天然产物RK-682为分子模型，通过遗传学、生物化学和合成化学的方法，首次证实和体外重建了RK-682的生物合成途径，并揭示了该生物合成途径中负责tetronate环形成的最关键酶，为该类复杂抗生素的生物合成和基因重组改造奠定了重要的基础。作为第一作者和并列通讯作者，该结果于2010年1月发表在国际著名期刊“Nature Chemical Biology”。

时光如梭，从踌躇满志的莘莘学子，到崭露头角的青年才俊。怀着对科学奥秘的无限遐想和追求，他如今立足在祖国生物科学的前沿阵地，以深邃的目光始终放眼未来，在科学研究的道路上正进行着不懈的探索……