两次打破校史,双一流教授:土博也能做出好成果

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“你为什么来这儿做老师,而不是像很多人一样去国外做博士后?”

2014年的一次组会上,面对学生的提问,刚博士毕业一年的冯越回答说:“咱们学校至今还没有在Nature发过研究论文,我希望咱们能发第一篇。”

话音刚落,大家都笑了,“这怎么可能呢?”

2018年,这个仅有半条实验台、紧张时只能供两三个人做实验的课题组,在与国际知名团队的竞争中脱颖而出,发表了北京化工大学校史上的首篇Nature论文。

近日,冯越团队与美国加州大学旧金山分校团队合作,揭示了噬菌体抑制和逃逸细菌CBASS免疫系统的机制,又发表了北化工校史上的第一篇Cell论文。

冯越(受访者供图,下同) 

博士毕业就当独立PI,走一条更难走的路

这篇Cell论文是北京化工大学教授冯越团队与加州大学旧金山分校Bondy-Denomy团队合作完成的,国外团队鉴定到了一种新的噬菌体抵抗细菌免疫系统的蛋白质,冯越团队阐明了该蛋白质的工作机理,一起完成了这篇科学成果。

能被合作者看重,与冯越近十年来的研究积累分不开,他长期关注病原与宿主免疫系统的相互作用领域,也取得了一系列的成果。

早在2012年,还在清华大学读博的冯越就曾以第一作者的身份,收获了人生中的第一篇Nature论文。

当时,“为了补做一个实验,我抱着‘不做出来就不回京’的决心,只身一人去到中国科学技术大学,当时只有科大有相关的仪器设备。”冯越回忆。

他白天到学校做实验,晚上住在附近的宾馆里,一回房间,就开始复盘当天的实验记录,总结失败原因,寻找新的解决办法。就这样,他在合肥住了半个多月。

一天傍晚,他边盯着仪器边吃饭。突然,仪器上的结果蹦了出来,实验体系终于建好了!看到的一刹那,冯越忘记了嘴里正嚼着的饭,眼泪夺眶而出,“强忍着,还是流出来了,太激动了。”

临近博士毕业,考虑再三后,冯越决定去国内高校任教。

“当时大多数人的选择是做博后或者出国,直接入职的话一般会找个大课题组,从‘小导师’做起。但我自己更喜欢和擅长独立思考、设计实验课题,希望直接成为独立PI。”冯越说,因此,他选择了可以建立独立实验室的北京化工大学。

这对于刚博士毕业的冯越来说,显然是一条更难走的路。启动经费少、仪器设备缺、实验室面积小、招硕士生难、入职前三年平均每年100多个课时的教学任务……这每一个条件,似乎都把他和“做出顶刊成果”的目标越拉越远。 

半条实验台,发了篇Nature论文

很快,三年的首聘期已经过去了一多半。这期间,他获得了北京市青年教师教学基本功比赛的一等奖,然而科研成果几乎为零。后来经过多方努力,到2015年底,他终于减少了教学任务,有了大块的时间来做科研。

面对建立实验室的种种困难,冯越的解决办法是:“捡”和“借”。

缺少试剂和仪器设备,他就把其他实验室不用的旧设备搬过来,或者干脆借用其他实验室的。本校没有,他就跑到清华大学、中科院的研究所里去借用,“有一次为了借一个液氮罐,基本上把清华医学楼的一楼到三楼跑遍了。”

由于实验室面积有限,冯越甚至没有空间建造通风橱,“有实验要用到醋酸,味道刺鼻,我们就放到了楼道里做,可没过几天被学校发现了,又不得不搬进来。”他说。

临近实验冲刺环节,冯越不得不“叫停”了几位学生的实验,只让两三个人来实验室。“当时只有一台蛋白纯化仪,为了保证Nature论文的实验进度,只能紧着这个课题用。”冯越说。

2018年,这篇论文顺利发表。

“没有想到北化工的第一篇Nature论文,出自这样一个只有半条实验台的实验室。”当冯越邀请他的博士导师来实验室参观时,导师惊讶地说。

2018年6月,冯越的实验室。

无论做课题还是带学生,都要遵循合适的节奏

这篇Nature论文让冯越收获了赞扬和掌声,实验办公面积也扩大了一倍多。从最初几乎没有学生主动联系他,到后来有十几个本科生追随他做毕业设计。

但随之而来的,还有一个深刻的教训。

“当取得了比较大的成功后,我觉得似乎什么问题都能解决,什么困难都能克服。就同时开展了好几个课题,每个都是领域内的难题。”冯越说。

结果是,每个课题都不顺利,冯越的心态也逐渐急躁起来。

带着这种心态去指导学生,他自然更加严格,几乎每天都会询问一些学生的实验进度。就这样,毕设做完后,他挑选出来的5位本科生中,只有1人愿意留在实验室读研。

这就像一记闷棍,重重地打在了他的心里。“这种情况从来没有过,一定是自己的管理方式出了问题。”冯越想。

后来,他静下心来反思,逐渐意识到,“无论做课题还是带学生,都要遵循合适的节奏,一味地急于求成只会适得其反。”

调整花了大半年的时间,他重新设计了各个课题的研究思路。慢慢地,他的心态越来越平和,把目光更多地投向了实验过程和研究本身。在培养学生时,也更耐心挖掘他们的优势和特点,引导他们发挥各自的特长。

冯越

完成自我迭代后,成功发表校史首篇Cell研究

完成了自我迭代后,冯越的科研和学生培养工作都回归了正轨。当他给了学生一定的空间,他们反而发挥出了更大的潜能。

最近的这篇Cell论文,也正是在这种氛围下诞生的。

这篇论文聚焦于冯越一直以来关注的问题:细菌和噬菌体之间的“军备竞赛”。

细菌每时每刻都面临着噬菌体的入侵,因此它会想尽办法来消灭噬菌体,反过来,噬菌体也倾尽本领,维持自己的生存。

日久天长,它们都进化出了许多对付彼此的“技能”。比如众所周知的CRISPR-Cas免疫系统,通过这个系统,细菌可以不动声色地切除噬菌体的基因,利用这一特性,科学家们发明了CRISPR基因编辑技术。

而这篇论文中的CBASS系统,也是细菌进化出的众多免疫系统中的一个。面对强劲的免疫系统,噬菌体会如何应战呢?它会用什么办法对抗CBASS免疫系统呢?

冯越等的研究发现,噬菌体中有一种广泛存在的蛋白Acb2,它可以抑制细菌的CBASS免疫系统,同时,噬菌体也可通过自身的蛋白质突变,逃脱该免疫系统的识别。

“它们之间‘军备竞赛’的激烈程度可一点不比现实生活中的差!”冯越说。

这项研究不仅有助于人们深入了解CBASS系统的工作机制,同时也有望应用到针对细菌耐药性问题的噬菌体疗法中。

当这篇论文被顺利接收,他感到很欣慰:“心里的一块石头终于落地了。”

10年过去了,冯越依然记得他初到北化工、提出发顶刊时,学生们质疑的眼神。如果说当时的他对未来还带有一点迟疑,如今他可以非常确定:“任何时候都不能妄自菲薄,土博也完全可以做出好成果。” 

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