未來科學大獎得主周儉民 乙個「普通人」,堅持做自己喜歡的事

2023-10-18 15:40:06 字數 7045 閱讀 9724

周儉民說:我就是個普通人。

然而,這又是乙個「不太容易被人左右」的普通人。在「學好數理化,走遍天下都不怕」的80年代,受生物老師講的遺傳學的吸引,他放棄父親希望他讀的物理系,選了生物系;做博士後時,他放棄了兩位大牛科學家,選擇了一位年輕的教授;回國時,他選擇了既無行政級別又無事業編制的體制外研究所——北京生命科學研究所,與研究結構生物學的柴繼傑開始了近20年的合作;十多年後,兩人的研究成果——被譽為植物抗病領域「里程碑式」發現——外形像一朵紫荊花的抗病小體,與一段雙螺旋dna、兩片綠葉一起,成為2023國際分子植物與微生物互作學會雙年會的會標。憑藉這項工作,他與柴繼傑共同榮獲2023年未來科學大獎—生命科學獎。就在前不久,《知識分子》的專欄作者李涵冰,對在植物免疫領域領域工作近30年的周儉民進行了專訪。為何叫周儉民?「名字是我爸爸起的,大概是希望我做個勤儉的人。」他說。周儉民的爸爸2023年出生於無錫農村,南京地質學校畢業後被保送到成都地質學院(現成都理工大學),畢業後在四川省地質局(現四川省地礦局)工作,一直生活在成都。

12023年全家福,自左至右為:媽媽、周儉民、奶奶、哥哥周蜀華、爸爸。 周儉民供圖。

周儉民出生於2023年,上面還有個哥哥。說起少年生活,周儉民用了四個字「物資短缺」——買糧買油、買肉買菜全靠票,實行配給制。「75年是特別困難的一年,蔬菜都不夠吃。我還非常清楚地記的一件事兒:一天天不亮我就到國營蔬菜店排隊買菜,等到菜店一開門,排隊的人一擁而上,擠到櫃檯邊去搶菜。」他笑著說:「我那會兒個小,瞬間被擠到一邊兒。人散後,菜架上只剩幾根殘缺的胡蘿蔔,只好大哭著回家。」當時這個少年並不知道,多年後他會選擇農業相關科研作為終生職業。儘管有這樣不愉快的經歷,周儉民還是覺得自己的童年、少年「非常幸福」:「總體還好,沒有吃不飽飯的問題,就是沒有太多的肉吃。另外,自己沒受什麼挫折、災難。『文革』期間有的孩子隨父母下放到農村、有的挨批鬥,這些經歷我都沒有。」周儉民至今不忘的,還有父親的心靈手巧。除了會燒菜,他還會做很多事,包皮蛋、醃蘿卜、做榨菜、養蠶繅絲……「我和哥哥就在一邊幫忙,挑水、洗菜、洗衣服、養鴨子這些活兒我都會幹,挺有樂趣的。」周儉民家住的「地質大院」裡有所子弟學校,他的小學、初中就是在這裡讀的。「父母對我的教育比較重視,老師的作業肯定要做,成績不理想會被批評,但也沒硬逼著去學。」他不無調侃地說,「我小時候淘氣,念書談不上特別優秀,初中一直第三,高中不堪。」2023年初中畢業填報志願時,他面臨兩個選項,乙個是填中專,畢業後就可以直接工作;乙個是上高中。他當時覺得早日工作能迅速擺脫父母的管教,就填了中專。「我爸出差回來知道了特別生氣,趕緊跑到招生辦改志願,讓我讀高中。」周儉民的話裡透著感激,「如果沒有老爸這個決定,我可能早已從工廠光榮退休。」在成都五中(現成都石武中學),生物老師講的遺傳學深深吸引了他。「在那之前,對生物學的理解就是花花草草、植物動物什麼的,這位老師的課讓我第一次得以窺探生命科學的微觀世界。」高中畢業考大學填志願時,父親建議選川大物理系, 「但我填的第一志願卻是生物學。對於我的選擇他也沒生氣,還是比較寬容的。」說到大學,周儉民很慶幸「自己受沒有太多的干擾」。「當時我們這個遺傳班挺叛逆的,同學們普遍不聽老師的指導,專業課不願學。」他回憶說,當時也不知道是從哪兒來的風,黑格爾哲學、詩歌、量子力學和文學成為時尚。周儉民自稱「比較小眾」,專業課學的很用心:「大學期間我在男生裡面成績非常好,當然有的女生比我好一點。」

大學時的周儉民。 本人供圖「我不太容易被人左右,不喜歡跟在別人後面走。這可能是天性,應該是從我爸那兒遺傳來的。」他父親是五幾年上大學時就入黨的老黨員,遇事獨立判斷,「在『文革』中,我爸從來不跟風,不相信激進的宣傳。他屬於『保皇派』,經常給被批鬥的人打圓場。鬧得兇的時候,他的很多大學同學躲到我們家。」2023年大學畢業考研究生,周儉民直接報了中科院遺傳所。遺傳所與地理所等幾個所的所在地,當年屬於北京市的北部郊區,周圍都是稻田,生活配套設施很差,被戲稱為「中科院的西伯利亞」。當時研究生宿舍是南溝泥河農場的一棟兩層小樓,條件非常艱苦,冬天不通暖氣,洗完的毛巾第二天就凍成了硬疙瘩。但周儉民還是覺得自己念研究生的時光非常快樂:「我們一群研究生做完實驗回來,傍晚就在曬穀子的水泥地上踢足球,非常開心。」比這更讓他開心的,是一門旁聽課。2023年,導師周嘉平推薦周儉民去北京農學院(現中國農業大學)旁聽曾士邁老師講《植物免疫》課,他天天騎著自行車到那邊去上課。「那門課棒極了,曾老的課不僅知識面廣,而且英語字正腔圓,非常地道。」 更讓他難忘的,是曾老師講的弗洛爾假說。上世紀40年代,美國植物病理學家弗洛爾(harold flor)提出了「基因對基因」假說:植物攜帶抗病基因,可以識別病原微生物的致病基因,並與之精準匹配,從而引發植物的免疫反應。「我聽了之後感覺太神奇了。」周儉民說,「雖然我當時還沒有做這方面的工作,但一直就忘不掉這個事兒。」在他心裡埋下的這顆種子,多年後在美國萌發。2023年,周儉民到美國普渡大學園藝系讀博士,專業是植物分子學。「到美國第一學期非常吃力。」他回憶說,「學了十年的英文,感覺跟沒學一樣。」上課聽不太懂,周儉民就借老師的講義、同學的筆記,下課後自學。當時考試實行打分制,分a、b、c、d等。學校有規定:平均成績低於b,就不能繼續享受助學金;達到a-以上,就是優,所以他的成績大多為a-。

在美國普渡大學讀博時的周儉民。本人供圖周儉民喜歡有挑戰性的課程。其中有一門課,老師給學生布置乙個專題,大家自己去找文獻讀,之後設計研究什麼科學問題、怎麼去做……每個學生都要寫四五篇研究計畫,包括綜述、科學問題和研究設想。「這門課挺累的,但對我的提高非常大。」周儉民在普渡接受了非常好的科研**寫作訓練。在**寫作課上,charles bracker教授用例項生動地講解科研寫作的要義。在研究**和畢業**的撰寫中,導師peter goldsbrough教授 「更是悉心指導。」周儉民回憶道,自己每寫完一篇**,老師就當著他的面改,一邊用紅筆畫,一邊跟他講這句話怎麼改、為什麼這麼改……「改過一遍之後,我就明白科研文章該怎麼寫了。我的寫作能力就是在這個時期掌握的。」在普渡大學另乙個難忘的經歷是:不懂的原理或不會的技術,可以去向任何教授和實驗室請教。「記得當時有個課題,需要用到酵母技術,但周圍沒有人做過。聽說生物系的john hammer實驗室經常做,我沒有預約,便莽撞闖入,拉住人就問。對方非常寬容和耐心,仔細教我。」在科學研究方面,周儉民「基本上是從零開始」:在遺傳所讀研的時候連移液槍都沒有見過,做的最多的是組織培養,經驗多於科學。「在普渡的第乙個課題是做酶的分離純化,第一次繪製公尺氏曲線,讓我驚奇不已——實驗結果居然可以預期。」周儉民說,期間閱讀的參考書,終生受益。

2023年博士畢業照。 周儉民供圖「博士訓練期間,接受了大量科研方**訓練和科學問題。」周儉民說,「自己到了美國才開始知道什麼是科學、怎麼做科學。」2023年博士畢業前夕,周儉民開始聯絡做博后的導師,並拿到了兩個實驗室的offer。其中兩個實驗室的主任,都是如雷貫耳的大牛:mark estelle在印第安納大學研究植物生長素,nielgel crowford教授在加州大學聖地牙哥分校做磷元素吸收。但最後周儉民都沒有去——他選了一位剛出道的年輕教授。這位年輕教授,就是轉殖第乙個弗洛爾抗病基因的先驅格雷格·馬丁(greg martin)。他在2023年轉殖出第乙個抗病基因pto,後來當選美國科學院院士。普渡大學博士資格考試要求選擇研究課題。周儉民念念不忘之前曾士邁先生講的弗洛爾基因假說,就擬了乙個課題:植物怎麼識別病原微生物。說來也巧,周儉民的考官之一,就是剛從康奈爾大學轉到普渡大學農學系做教授的格雷格·馬丁。就這樣,他放棄了另外兩位大牛,跟這位年輕教授做博后,由此「很幸運」進入植物抗病研究領域。「我覺得這個選擇一點兒也不難。」周儉民說,「就像當年上大學時一樣,我選了自己喜歡的東西。」在格雷格·馬丁實驗室,他不僅接觸到前沿的科學問題,更從導師那裡學到了先進的實驗技術和高效的方法學,順利完成了博士後研究。三年博后結束,周儉民到堪薩斯州立大學植物病理系做「小教授」(助理教授、副教授),邊教書邊開展研究。這時,他又面臨新的考驗——選擇自己的研究方向。「你不能夠把老闆的東西簡單帶走,即使老闆允許你帶也不是好事情,因為別人會把你當成你導師的附庸。」在周儉民看來,大樹下面長不了大樹,草也長不了。「你得躲出去,自己去開一片地方。」認真備課、教學之餘,他虛心向系裡的同事們學習。以研究小麥為主的堪薩斯州立大學雖然在美國大學中排名靠後,但其植物病理係非常強。「我研究生階段學的是遺傳和植物分子生物學,所以植物病理的知識比較薄弱。在堪薩斯州立大學,我跟植物病理系的老師們實打實地惡補了大量基礎知識,這對我幫助非常大。」周儉民認為,很多關鍵科學問題的凝練,需要對整個領域有乙個很好的了解,否則只能跟著別人的思路走。他選的第乙個研究方向是「非寄主抗性」。「通俗地講,就是感染水稻的病原菌不能感染小麥,感染人的病原菌一般不能感染植物。」周儉民解釋道,「它為什麼能感染水稻而不能感染小麥?我們認為小麥對這種病菌有抗性,也就是非寄主抗性。無論理論上還是應用上,這個課題都有很大的價值。」研究進展非常順利,但之後的**申請並不如意:申報美國自然科學**,專家函評全優,在七八十個報告裡排名前三;但在最後通過的十幾個專案中落榜。理由也很「充足」:*會要通盤考慮,包括學科平衡之類。2023年冬,剛成立不久的北京生命科學研究所到美國招人,周儉民去參加面試,並順利拿到了offer。2023年,他回到闊別15年的北京,成為北生所招聘的第一批pi,並由此開始了與柴繼傑的長期合作。2023年的北生所很像2023年的中科院遺傳所,地處北五環外的昌平郊區,孤零零的紅磚大樓周圍種著玉公尺地,很是荒涼。但周儉民並不在意。他看重的,是北生所長期穩定的經費、科研的自由、做重要科學問題的導向,和忘我工作的氛圍。他的研究,是之前課題的延伸——弗洛爾抗病基因的工作機制。儘管早在10年前科學家就轉殖出第一批弗洛爾抗病基因,但一些關鍵問題一直沒有解決。最為突出的,就是弗洛爾抗病基因所編碼的蛋白的工作原理:抗病蛋白長什麼樣子?它怎麼發出指令、調動千軍萬馬去抵禦病原微生物?為破解這個難題,遺傳學家和分子生物學家窮盡了研究手段。結構生物學被寄予厚望,而當時專注於植物抗病蛋白結構的科學家少之又少。真應了那句話「天時地利人和」——與周儉民同期回國的柴繼傑,恰好是搞結構生物學的,他當時也在考慮新的研究方向。更巧的是,兩人不僅實驗室門對門,而且都喜歡抽菸。周儉民的說法是:他的抽菸是「休閒式」的,柴老師則是資深菸民——當然他後來徹底戒掉了。於是,幾次噴煙吐霧之後,兩人開始了長達19年的合作。周儉民主要研究植物抗病蛋白的生化機制,柴繼傑主要解析抗病蛋白的三維結構,兩人優勢互補、各展所長,顯著推動了植物免疫研究的進展。經過十多年的積累,兩人於2023年在《科學》雜誌發表了兩篇背靠背的**,在世界上首次發現抗病小體,並闡明其結構和在抗植物病蟲害中的功能。文章發表後,在國內外同行中引發震動,被譽為植物抗病領域「里程碑式」的發現。外形像一朵紫荊花的抗病小體,還與一段雙螺旋dna、兩片綠葉一起,成為2023國際分子植物與微生物互作學會雙年會(is-mpmi 2023)的會標。

2023國際分子植物與微生物互作學會雙年會會標。周儉民供圖「這足以說明,我們的工作對整個領域的影響是深入人心的。」周儉民開心地笑了。他與柴繼傑長期、高效而愉快的合作,在國內外同行中傳為美談。一位瑞士同行甚至這樣揶揄周儉民:你倆合作得比夫妻還好。「我覺得能跟柴老師合作,非常幸運非常愉快。」周儉民把其中原因歸結為:專業互補、興趣相投、相互信任。「把科學問題回答好是最重要的,至於誰的名字放在**不需要計較。有這個心態才能合作,否則的話合作兩天就崩掉了。」

2023年3月與柴繼傑在德國馬克斯-蒲朗克植物育種研究所。 曹禺供圖從周儉民的談話中,我還體會到很重要的一點:欣賞別人。

有些同行把結構生物學家當成工匠,這不公平,也不利於科學的合作和發展。」他說,結構生物學家可能對巨集觀生物學問題把握不太好,「但柴老師不是這樣。十幾年下來,他對這個領域的認識已經非常深刻。他的加入,至少把植物免疫研究提速了5 年。」周儉民還說:「我覺得在整個植物界,做蛋白質結構還沒有人能超過柴老師——他就是這麼牛。」從事前沿領域的研究,失敗和挑戰是家常便飯。遇到障礙、做不下去的時候怎麼辦?「做不下去的情況非常多。」周儉民說,「我覺得真正難的並不是技術問題,而是當你的工作完成之後不被國際同行認可。」「遇到技術難題,可以通過努力學習最新的先進技術,同時跟同行合作,來逐步解決。」他認為,「最難的是你的發現與主流的權威觀點有沖突,文章投出去之後不被雜志接受,或者是發表之後觀點不被同行認可。這對於新成立的實驗室來說,打擊更大。」他舉了乙個例子:2023年他與柴繼傑合作提出「誘餌模型」後,由於這與當時的主流觀點有沖突,文章發表後受到很多質疑。「當時我們的挫敗感是非常強烈的,對學生造成的衝擊尤其大。」周儉民說,「這讓我意識到,做科研不光要說服自己,還要學會說服同行,包括那些最權威的同行。要想說服大家,單靠一篇文章可能無濟於事,很多時候要靠一系列的工作。」

周儉民在觀察核酸樣品。李涵冰攝後來,周儉民在其它幾篇**中反影印證了「誘餌模型」,幾個國外實驗室也得出了同樣的結論,「誘餌模型」才慢慢被大家認可。類似的情形,周儉民後來還遇到過幾次。「科研並非是『春風得意馬蹄疾馬,一夜看盡長安花』。沒有別的捷徑,只能不斷證實、證偽,用事實說話。」「學術信譽是一步一步的積累起來的。」他自己的體會是:你的好工作做多了,別人能重復,就信你了。「我們實驗室現在重點關注兩個方向。」訪問結束時,周儉民說,乙個是繼續探索抗病小體工作機制;另外乙個是針對農業生產中的重大病害,開展應用基礎研究。「我們實驗室投入約一半的精力,學著做偏應用的研究。我相信我們還是能夠學得會的。」他說,他們現在關注幾個重要的作物,比如小麥、水稻、獼猴桃、油菜。 他強調,從前沿的理論研究到實際的生產應用,還有很大差距。「給我們幾年時間,我相信我們能做出其他研究機構沒能回答、而且對農業有幫助的事情。」從2023年做博後算起,周儉民已經在植物免疫領域工作了近30年——支撐他一路走來的是什麼? 「我覺得是興趣。」他認為,科學研究是乙個非常有趣的職業,你可以去追逐你的夢想、滿足你的好奇心。「科學就像浩瀚的海洋,裡面有很多激動人心的故事,等你去發現。」

周儉民在中科院遺傳所門前。 李涵冰攝「當然,科研的道路可能很漫長,年輕學生可能遇到困難會被嚇到。」他補充道,其實也不可怕——大家都是從小孩一點點長大的。「科研也是這樣,通過實踐,從乙個個小成功中建立自信、培養興趣,慢慢地就會陷入其中、不能自拔。」撰文 | 李涵冰責編 | 李珊珊**自:**知識分子

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