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對話90后科學家:解密精子活化開關不斷尋找新的解題思路

2022-04-18 07:33:17 來源:瀟湘晨報

浙江新聞客戶端 記者 李燦

90后科學家吳建平,再一次站在了“聚光燈”下。

近日,首屆浙江省青年科技英才獎頒出,20位來自生命科學、人工智能、機械設計、食品安全等領域的青年科技工作者,在省人民大會堂接受表彰。作為本屆頒獎中最年輕的獲獎者,衢州小伙吳建平受到了頗多關注。

這位來自西湖大學和西湖實驗室的雙聘研究員,是生物學領域一顆閃耀的科研新星。去年7月,吳建平團隊在《自然》雜志在線發(fā)表題為《一個哺乳動物精子陽離子通道復合物的結構》的研究結果,首次揭示了超級復合物CatSper(受精過程中關鍵離子通道復合體)的高分辨率三維結構,鑒定出多個從未被發(fā)現(xiàn)的成分,并將其定義為CatSpermasome(CatSper通道體)——這項成果,為國內外生物學科研領域帶來了驚喜。

在與吳建平深入對話后,記者看到,驚喜背后,是一名科學家對事業(yè)的真摯熱愛,也是一個年輕人面對挑戰(zhàn)的潛心付出。

吳建平在做實驗。浙江新聞客戶端記者 姚穎康 攝

失敗能堵住

行不通的路

短平頭、黑框鏡、運動裝,吳建平看上去很有活力。

這些天,他位于西湖大學的辦公室來訪者不少。面對像記者這樣的“門外漢”時,吳建平也準備好了更加通俗易懂的表述,來闡釋自己近年的科研重心。

“我的研究對象,是一種調控精子功能的重要蛋白質,我們給它起了一個很親切的名字——精子活化開關。如果它的功能缺失,精子就無法完成正常的功能,從而導致男性不育等疾病?!眳墙ㄆ礁嬖V記者,這種學名為“精子陽離子通道”、英文名為CatSper的蛋白,20多年前就已經(jīng)被人發(fā)現(xiàn),然而多年來,科研人員都沒有精確解析出它的組成、“長相”以及具體行使功能的機制。

諸多前輩沒有做到的事情,吳建平和伙伴們又是怎么突破重重難關的呢?

“根據(jù)學術界早前的鑒定,CatSper的亞基多達10個,是目前已知的最復雜的離子通道。結構解析難度大,恰恰也意味著探索空間多。”原來,早在求學期間,吳建平就對CatSper有著濃厚的興趣——面對挑戰(zhàn),小伙子斗志無限。

2019年在西湖大學建立實驗室后,吳建平便開始著手針對解析CatSper結構開展實驗。在這過程中,吳建平也經(jīng)過多次失敗,但他對實驗結果有著另一種解讀:“失敗也能傳遞信息——幫我們堵住一條行不通的路,我們就能夠更集中精力去思考,是否還有其他的路可走?!?/p>

終于,他們意識到, CatSper可能還存在更多潛在有效成分。于是他們另辟蹊徑,從小鼠精子中提取、純化,最終獲得完整的鼠源CatSper復合體蛋白。依托西湖大學冷凍電鏡平臺,吳建平團隊利用單顆粒三維重構技術,成功解析了CatSper的高分辨率三維結構。

吳建平在指導團隊成員做實驗。浙江新聞客戶端記者 姚穎康 攝

幸運地站在

巨人肩上

對于吳建平團隊的重磅成果,《自然》雜志曾邀請著名離子通道領域資深專家大衛(wèi)克拉彭(David E. Clapham)撰寫“新聞和觀點”專欄文章重點解讀。對于不少深耕該領域的前輩來說,吳建平此次獲得首屆浙江省青年科技英才獎,并不意外。

西湖大學“吳建平實驗室”外的走廊上,他的學歷背景、研究方向、重要著作等被逐一展示,幾乎每一項都在閃光——

中考時以衢州興華中學第一名的成績考入衢州二中;本科和博士均畢業(yè)于清華大學;隨后至普林斯頓大學從事博士后研究;博士和博士后期間以第一作者或者共同第一作者身份在《細胞》《自然》《科學》等雜志發(fā)表多篇研究文章;2019年9月作為最年輕研究員全職加入西湖大學生命科學學院……

但吳建平卻始終覺得,與其說自己是“別人家的孩子”,不如說是“一個熱愛自然科學的年輕人,幸運地站在了巨人的肩膀上”。

吳建平在做實驗。浙江新聞客戶端記者 姚穎康 攝

初中班主任老師胡品愛,是引導吳建平走上探索自然奧秘之路的重要啟蒙人。她曾經(jīng)送給吳建平一本《趣味物理學》,里面講解了很多有意思的小實驗。

吳建平至今都記得一個場景:自己按照書中介紹的方法多次嘗試,最后終于成功將硬幣浮在水面上。“原本以為是不可能實現(xiàn)的事情,卻真切發(fā)生在眼前,那種震撼和激動,現(xiàn)在回想起來都覺得很美妙!”

沒有難以逾越的溝壑,只有不斷拓寬的認知。吳建平還提起了在自己研究中起至關重要作用的冷凍電鏡技術。“這是一項發(fā)展了40多年的技術,3位開創(chuàng)者還曾在2017年憑此獲得諾貝爾化學獎,有了他們的重大貢獻,我才能大步往前。”

吳建平說,自己從愛上科學,到從事科研,都不是在孤軍奮戰(zhàn),“前輩的智慧、同輩的經(jīng)驗,所有給人類帶來驚喜的嶄新成果,都是一代又一代科學家共同努力得來的?!?/p>

不辜負

對科研的熱愛

吳建平的電腦前擺著兩歲兒子的好幾幅照片——除了是一位科研工作者,他還是一名年輕“奶爸”。

“這些照片也在督促我,工作的時候得提高效率,晚上才能抽出時間陪陪孩子?!眳墙ㄆ叫χf,妻子也是西湖大學的研究員,他們和很多正處于事業(yè)上升期的年輕人一樣,如果要平衡工作與生活,唯有自己多付出。

去年1月到3月,研究處于收尾階段,為了盡快把成果寫成論文發(fā)表出來,泡在實驗室、從早上8時干到凌晨2時,就成了吳建平的常態(tài)。有時擔心回家太晚吵到孩子,他就干脆直接睡在實驗室。

回想起那段時間的種種片段,吳建平卻不覺辛苦?!坝袝r候也會擔心,我們的真實工作狀態(tài)可能‘嚇退’對科研感興趣的孩子們,但每次想到,自己堅持在做的事情,有可能推動世人加深對某一個具體科學問題的理解,更多的還是激動和興奮。”

作為博導,吳建平也是實驗團隊的“大家長”。面對同樣是90后、比自己小不了幾歲的學生們,吳建平喜歡和大家打成一片——經(jīng)常和大家一起打球、健身;鼓勵他們從個人興趣出發(fā),尋找適合自己的研究方向;根據(jù)學生各自的長處來調整實驗分工,努力做到人盡其才。

“大家都是出于對科研的熱愛才走到一起,但是10個實驗9個失敗,是再正常不過的事情?!眳墙ㄆ秸f,自己和團隊成員要做的,就是保持定力,迎接一個又一個挑戰(zhàn),并不斷尋找新的“解題思路”,如此才能不辜負自己的熱愛,享受探索未知的過程。

標簽: 離子通道 第一作者 高分辨率 三維結構 研究方向