未来科学大奖得主——柴继杰

2023-09-22 09:03
读报参考 2023年27期
关键词:施一公造纸厂诱饵

8月16日,柴继杰获得了2023年度未来科学大奖的生命科学奖。与他一同分享这份荣誉的,还有跟他合作近20年的科研伙伴、中科院研究员周俭民。给他们的颁奖词写道:“奖励他们为发现抗病小体并阐明其结构和在抗植物病虫害中的功能作出的开创性工作。”

起初只是想换个工作

获奖前一周,柴继杰正式入职西湖大学,担任植物免疫学讲席教授。1966年出生的他,人生经历在国内学术界颇具传奇性——他是从造纸厂走出的世界顶尖科学家。

初中时期的柴继杰,中考成绩不理想,毕业后没有考上重点高中,1983年考入大连轻工业学院。填报专业时,柴继杰本来报的是轻工业机械,但最后被调剂到了制浆造纸专业。4年后大学毕业,柴继杰被分配到丹东鸭绿江造纸厂,成为一名助理工程师。

在造纸车间里,重复性的工作日复一日,渐渐地,柴继杰对外面的世界有了向往,于是作了一个决定——报考北京石油化工科学研究院的硕士研究生。

“其实,我最初的想法并不是为了搞科研,而是觉得自己不太适合那个环境。从造纸厂辞职,我父母也不大同意,他们认为那份工作很稳定,还折腾啥。可我还是想换个工作,感觉石油化工行业更有发展前途。但是读了两年硕士之后,我也没有发现自己特别感兴趣的研究领域。”柴继杰对记者回忆道。于是,柴继杰又跨了一次专业,报考了北京协和医科大学药物研究所的博士,攻读蛋白质晶体学专业,由此踏入了结构生物学的大门。此时已经是1994年。

1998年,年仅31岁的施一公正在美国普林斯顿大学组建自己的实验室。在收到的一堆博士、博士后简历中,他看到了一份独特的履历:一个名叫柴继杰的人,在中国基层造纸厂工作了4年,然后考上硕士、博士,现在又申请了博士后。

施一公觉得这个人有点“邪乎”。按捺不住好奇心,他拨通了柴继杰的电话。沟通之后,施一公决定录用这名比自己还大一岁的博士后申请人,理由之一是“能从造纸厂一路坚持下来,一定有他的过人之处”。此时的柴继杰正在中科院生物物理研究所做博士后研究。1999年,他踏上了赴美的旅程。

捅破“窗户纸”

2004年,刚成立不久的北京生命科学研究所(简称北生所),在美国招聘独立实验室负责人(PI)。这是北生所第一次招聘PI,一共有13位候选人进入最终的面试,其中包括柴继杰。

面试地点安排在康涅狄格州的一家酒店里,施一公又一次开车带着柴继杰前往。一天面试下来,评委投票,有6人顺利入选,柴继杰排在第7位,个别评委对他的潜力存疑。最后,是施一公的一句话起了决定性作用:“如果继杰和我竞争同一个高难度课题,我的胜率大约50%。”

就这样,柴继杰回国了。在北生所的一幢红色四层建筑里,他有了自己的实验室,而对面的“邻居”就是周俭民。周俭民也是从美国回来的北生所首批PI之一,致力于研究植物和微生物相互作用机理。

柴继杰在美国时的一大研究方向是动物细胞凋亡。当他听周俭民介绍了植物抗病免疫的相关研究后敏锐地察觉到,动物细胞凋亡体与植物抗病蛋白在生物进化上有很强的关联性,随即产生了强烈的研究兴趣。于是,双方团队“在最合适的时间做了最合适的事”——2004年,柴继杰和周俭民开始合作研究植物抗病蛋白,探索其免疫机制,3年后有了初步成果,即“诱饵模型”。

该理论认为,某种“诱饵”蛋白会将细菌毒性蛋白引入“空城”,一旦“誘饵”蛋白被破坏,抗病蛋白就会迅速激活,指挥被感染的细胞与细菌“同归于尽”,阻止病原体扩散,从而保证周围组织的正常生长。然而,这篇论文在《自然》杂志发表后,引发了学术界的质疑,因为“诱饵模型”与当时的主流观点是有冲突的,柴、周二人也因此承受了很大的压力。

尖端领域的科学探索往往如同大海捞针,多少顶级科学家穷经皓首,也未能找到捅破“窗户纸”的那个点。正如周俭民所说:“科学上有很多偶然性,同一类蛋白有很多变体,哪个蛋白质结构能够成功解析是无法预测的,需要勇敢地不断尝试。”

2009年,柴继杰调入清华大学生命科学学院,继续从事之前的研究。2013年前后,柴继杰团队取得了多项突破,为培育广谱抗病作物品种提供了理论基础;2015年,周俭民团队成功验证了“诱饵模型”;2017年,柴继杰获得德国“洪堡教席奖”,前往科隆大学和普朗克植物育种研究所开展研究。

2019年,柴继杰和周俭民的研究迎来了更大的突破,发现植物抗病小体并成功解析其电镜的结构。更为重要的是,该抗病小体的结构为其生化功能提供了重要的线索。后来的研究证明该抗病小体具有离子通道活性,并发现“抗病小体”的激活会引发植物免疫反应和细胞死亡。这破解了困扰植物免疫学界20多年的难题,被视为行业内的里程碑事件。

获得未来科学大奖后,柴继杰和周俭民表达了一致的感受:“这凝结了我们20年来的成果。”对于两人多年的合作,柴继杰的评价是“高产且愉快”,其中的诀窍就是“不斤斤计较”。

(摘自《环球人物》尹洁)

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