上觀新聞 「人有時需要把自己置之死地,要麼馬上死,要麼而後生。 」當覃重軍異想天開想問問大自然,能否把釀酒酵母的天然16條染色體人工減少到1條時,全世界上萬科學家已發表了幾十萬篇有關釀酒酵母的論文,而這當中並沒有他的一篇文章,因此,在釀酒酵母研究領域,他完全是一個「外行」。 在被專業同行忽視的情況下,他帶領團隊在國際上首次人工創建了自然界並不存在的簡約化生命——僅含單條染色體的釀酒酵母。 這是繼人工合成牛胰島素和人工合成酵母丙氨酸轉移核糖核酸之後,中國學者再一次利用合成科學策略,來探索生命起源與進化的重大基礎科學問題,為人類對生命本質的研究開闢了新方向,該成果獲得2018年度「中國科學十大進展」等多個獎項。 覃重軍研究員在觀察單染色體酵母的生長情況 楊正行攝 也許是性格使然,越是難題就越是讓覃重軍感到興奮,這也就註定了他的科研生涯多了幾分跌宕起伏和天馬行空。 想做開創性工作,而不是「混飯吃」 覃重軍1983年考上武漢大學生物系微生物專業,他在這裡如饑似渴地學習了哲學、歷史、音樂、詩歌、繪畫,甚至比專業課內容還多。 他的專業成績不算出挑,只求「60分萬歲」,不過仍然還補考過兩門課程。 1983年,覃重軍考上武漢大學 1987年進入華中農業大學攻讀碩士時,只用了三個月上實驗課時間,覃重軍就發了一篇文章。 這讓他的導師非常吃驚,於是讓他嘗試「克隆井岡黴素生物合成基因簇」這個高難度課題,事實上這個工作直到2006年才被上海交通大學的科學家完成。 當年的覃重軍眼看難以碩士畢業,甚至面臨退學,但他的導師認為他有潛力做科研,大力推薦他,在華中農業大學校長孫濟中等領導的支持下,成為該校試行的首屆碩博連讀生。 他不負導師期望,在沒有什麼文獻參考情況下,博士畢業論文發表在了國際知名專業期刊《細菌學雜誌》上,這也是華中農大在該雜誌發表的第一篇文章。 他在博士論文的後記里寫下了這樣的話:「近1300頁的實驗記錄中,失敗何止百次!然而,沒有一次失敗能夠真正打垮我,為什麼?照亮我前進的道路並不斷給我勇氣去正視失敗的,是對科學的熱愛,對揭示生命世界奧秘的嚮往以及科學發現給我帶來的純真的快樂,而不是單純將科學研究作為一種謀生的職業……」 這並不是矯情,即使在1993年寫給妻子方萍的第一封情書中,覃重軍還在談論著自己的科研理想——要在某一具體學科做出里程碑式的貢獻。 就在這一年,他確立了自己的五個夢想:要在重大基礎研究、原創技術、產業化、解決人類疾病和新理論上有所突破。 他寫信給基因工程創始人之一、美國史丹福大學斯坦利·科恩院士申請博士後工作,信中寫道——就算做不出偉大發現,也想看看做出偉大發現的人是怎麼工作的。 在斯坦利·科恩門下學習時,覃重軍從這位風趣的科學家那裡得知,科研有多重境界:偉大-開創-前沿-混飯。 他更加堅定決心,要像科恩一樣做出生命科學史上能留名的開創性工作,更要像他的偶像巴斯德、愛因斯坦和達爾文一樣做出劃時代的偉大的工作,而不是「混飯吃」的職業工作。 也許是太想成功了,當時他冒險地想看一下DNA在沒有蛋白酶條件下是否會自身切割,後來失敗了。 科學之路從來都是布滿了荊棘。 2000多頁紙上,寫滿了科學思考和實驗設計 「我剛回國時,想的更多的是產業化。 」2001年7月,覃重軍選擇了中科院分子植物科學卓越創新中心/植物生理生態研究所,其在微生物產業化方面的特色,強烈地吸引了他。 多拉菌素作為最好的抗寄生蟲藥之一,長期由美國輝瑞製藥有限公司生產並壟斷全球市場,中國使用的多拉菌素均依賴進口、價格昂貴。 2004至2009年覃重軍研究組與浙江海正藥業股份有限公司合作,發展了一系列國際先進的關鍵技術,實現了多拉菌素原料藥和製劑的工業化生產,純度達到97%,產品質量部分指標甚至優於輝瑞公司產品,打破了國外壟斷。 「你還記得自己的基礎研究夢想嗎?」2006年5月,在雲南玉龍雪山4680米的山頂上,斯坦利·科恩開玩笑地問起覃重軍。 「當然沒有忘記。 」覃重軍認真作答。 覃重軍和斯坦利·科恩在玉龍雪山 熟悉覃重軍的人都知道,他喜歡在紙上寫下自己的靈感,不少想法就來自他一早一晚的散步。 似乎越低等的生物染色體就越少,可為何釀酒酵母有16條之多染色體?大自然是否有點隨意?這對於研究它的人來說,可能從來就不是問題,而這正是覃重軍為之著迷的地方。 2013年,他提出了一個大膽猜想——真核生物釀酒酵母也許能像原核生物一樣,用一條線型染色體來裝載所有遺傳物質並完成正常的細胞功能。 他決定把研究對象換成真核生物釀酒酵母,因為人類就是真核生物,和人靠得越近,研究意義越大。 在旁人看來,這是一個「不知輕重」的瘋狂舉動,他甚至從未寫過關於釀酒酵母的文章。 之前他在鏈黴菌領域深耕了20多年,首次在粘細菌中發現質粒並建立了遺傳作業系統,全世界20多個實驗室來函索取質粒載體;他還對「重構簡約大腸桿菌基因組」工作做了有益探索。 然而,在他看來,這些工作的技術框架都是由國外科學家提出的,他想要做從0到1的工作。 2000多頁A4紙上,密密麻麻地寫滿了覃重軍的科學思考和實驗設計。 大膽想像之後,需要的是小心求證。 只要一有了新思路,他都會和組裡的薛小莉研究員幾次三番討論,設計下一步的實驗方案。 他經常告訴學生,要邏輯嚴謹,提供最原始的實驗數據。 即使在實驗最緊張的時候,覃重軍依然每天去散步,還重溫了最喜歡的《愛因斯坦文集》《達爾文回憶錄》《巴斯德傳》,從中汲取靈感。 2016年10月,覃重軍團隊與合作者首次人工創建了單條染色體的釀酒酵母。 覃重軍研究員與他的兩千多頁實驗手稿 楊正行攝 戲劇性的一幕發生在2017年9月,覃重軍正準備向國際頂尖期刊《自然》投稿。 他偶然了解到,美國的傑夫課題組不僅做了相似研究,7月已經向《自然》投稿。 「當時我第一次體會到手腳冰涼的感覺,後來聽說他們只把16條染色體融合成了兩條,我又活過來了。 」覃重軍至今忘不了那一幕。 經過將近一年嚴苛的審稿,期間《自然》編輯還要求兩家課題組彼此交換手稿,最終在2018年8月2日,這兩篇論文同時刊登。 這是傑夫送給覃重軍的禮物,祝賀他成功地把16條染色體合而為一 論文發表後,覃重軍更加忙碌了,但只要有空閒時間,他就會去散步,繼續他的科研暢想。 和過去一樣,如果連續兩天沒去實驗室,他心裡就會發慌。 54歲的他最近常念叨一句話,「老冉冉其將至兮,恐修名之不立」,要抓緊時間到科學前沿的前沿去。 眼下,他最想要做的事情,就是能夠解決人類的某個疾病。 「7年前覃老師第一次找我談話時,就講了科研的不同境界,前幾天他再次跟我提起,鼓勵我要做原創發現。 」論文第一作者、博士後邵洋洋說,受覃重軍喜歡攻堅克難的影響,她也已習慣了「不走尋常路」。 從左至右依次為魯寧、邵洋洋、薛小莉和覃重軍 在妻子方萍眼中,覃重軍依然是那個不忘初心、懷揣科學夢想的人。 他在家裡有時想著科研的事情會出神,壓力大時,就聽聽古典音樂看看唐詩宋詞。 「他和台灣朋友談論語,和德國教授談黑格爾,這些人文滋養對他的科研很有幫助。 」 覃重軍和達爾文雕像合影 「所里這麼多研究組,就數我欠的人員費最多。 」即使在覃重軍科研經費最緊張的時候,他也沒花心思去「跑經費」,先是所里給予「賒帳」,後來中科院從先導專項里撥專款予以了支持。 「我很慶幸自己當初的選擇,植生生態所非常適合做科學研究。 」 劍橋大學「牛頓的蘋果」 覃重軍去年在劍橋大學特地給「牛頓的蘋果」拍了照,那一刻,他在心底默念著:追夢一生,只爭朝夕! 《他想問問大自然,能否把釀酒酵母天然16條染色體人工減少到1條,結果他做到了》完,請繼續朗讀精采文章。 喜歡 科學報 cn-n.net,請記得按讚、收藏及分享。
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