“你這么努力做科研，什么時(shí)候發(fā)表一篇Science？”周安琪剛進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室時(shí)，同門曾這樣調(diào)侃她。誰也沒想到，6年后，當(dāng)初的玩笑話竟成了現(xiàn)實(shí)。
近日，美國(guó)加州大學(xué)圣地亞哥分?；瘜W(xué)工程專業(yè)的博士生周安琪，收獲了人生中的第一篇Science文章。該研究揭示了獨(dú)特的植物激素合成途徑及其演化機(jī)制，周安琪的導(dǎo)師、加州大學(xué)圣地亞哥分校教授李嫣然是通訊作者。審稿人評(píng)價(jià)：“這篇論文讓我眼前一亮！”
事實(shí)上，論文的發(fā)表在大家的意料之中。在實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵時(shí)刻，周安琪往往會(huì)連續(xù)工作15個(gè)小時(shí)以上?！盁o論凌晨幾點(diǎn)的校園我都走過?！敝馨茬魈寡浴?span style="display:none">GuR即熱新聞——關(guān)注每天科技社會(huì)生活新變化gihot.com
在實(shí)驗(yàn)室專注做實(shí)驗(yàn)的周安琪。受訪者提供
前所未有的發(fā)現(xiàn)
植物的生長(zhǎng)發(fā)育和對(duì)環(huán)境的適應(yīng)由一些小分子激素調(diào)控。想象植物像鄰里間的居民，它們會(huì)通過特殊的信號(hào)語言與周圍環(huán)境和生物交流，這種“語言”包括一些微小的化學(xué)分子。
然而，一些“壞鄰居”（如寄生植物）也會(huì)“偷聽”這種信號(hào)，從而破壞植物的根系，掠奪養(yǎng)分導(dǎo)致作物減產(chǎn)。因此，植物演化出了多種獨(dú)腳金內(nèi)酯（SL）結(jié)構(gòu)來適應(yīng)這些壓力。
通常，獨(dú)腳金內(nèi)酯可以作為植物發(fā)出的一種“求救信號(hào)”：在養(yǎng)分缺乏（如氮或磷不足）的條件下，植物會(huì)通過根部分泌獨(dú)腳金內(nèi)酯，吸引土壤中的有益微生物協(xié)助補(bǔ)充養(yǎng)分。除此之外，獨(dú)腳金內(nèi)酯還是一種新型的重要植物激素，用來調(diào)控植物自身的生長(zhǎng)，影響枝條數(shù)量和根系結(jié)構(gòu)、抗旱能力和衰老等特性。
可見，獨(dú)腳金內(nèi)酯在植物生長(zhǎng)發(fā)育過程中起著至關(guān)重要的作用。不過，圍繞其生物合成過程以及不同獨(dú)腳金內(nèi)酯的調(diào)控作用機(jī)制等方面，仍有很多未解之謎。
用于測(cè)試新型獨(dú)腳金內(nèi)酯生物功能的模式植物——擬南芥。攝影：David Baillot，加州大學(xué)圣地亞哥分校雅各布斯工程學(xué)院
為了清晰地研究獨(dú)腳金內(nèi)酯的合成途徑，周安琪采用了“微生物細(xì)胞工廠”的方法。“可以想象，將植物來源的獨(dú)腳金內(nèi)酯合成系統(tǒng)搬進(jìn)微生物細(xì)胞里，就像是把一套復(fù)雜的家用電器拆解后組裝到工業(yè)流水線上，效率更高，研究也更加方便?！敝馨茬鞲嬖V《中國(guó)科學(xué)報(bào)》。
得益于該方法，周安琪敏銳地捕捉到一個(gè)現(xiàn)象：一種之前未被描述的非典型獨(dú)腳金內(nèi)酯（16-OH-CLA），其由一類新的P450酶亞家族（CYP722A）催化合成。觀察到結(jié)果，周安琪又驚又喜：“這是目前發(fā)現(xiàn)的唯一一種只能在植物的地上部分檢測(cè)到的獨(dú)腳金內(nèi)酯，這不同于所有已知獨(dú)腳金內(nèi)酯主要在根部分布的特點(diǎn)！”
基于以上發(fā)現(xiàn)，周安琪等人利用合成生物學(xué)的方法，構(gòu)建了一個(gè)可以高效生產(chǎn)獨(dú)腳金內(nèi)酯的“微生物聯(lián)合體”。周安琪介紹，通過運(yùn)用多種代謝工程學(xué)、合成生物學(xué)上的聯(lián)合優(yōu)化策略，他們成功將獨(dú)腳金內(nèi)酯的產(chǎn)量大幅提升了125倍，不僅加速了未知代謝物的結(jié)構(gòu)解析過程，也為開發(fā)和研究難以通過化學(xué)方法合成或從植物中提取的低豐度的植物次生代謝產(chǎn)物提供了新技術(shù)。
該研究發(fā)現(xiàn)拓展了學(xué)界對(duì)獨(dú)腳金內(nèi)酯的多樣化功能的認(rèn)知，為理解陸地植物是如何逐步適應(yīng)復(fù)雜土壤環(huán)境的進(jìn)化過程提供了新視角。這不僅為農(nóng)業(yè)上控制寄生植物奠定了理論基礎(chǔ)，也有助開發(fā)出新的生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑或改良植物適應(yīng)性的方法。
審稿人評(píng)價(jià)道：“我審過很多文章，很難有一篇文章能讓我感覺很興奮，這篇文章則讓我眼前一亮！”
在2升的搖瓶中培養(yǎng)發(fā)酵“微生物聯(lián)合體”以實(shí)現(xiàn)獨(dú)腳金內(nèi)酯的高效生產(chǎn)。攝影：David Baillot，加州大學(xué)圣地亞哥分校雅各布斯工程學(xué)院
導(dǎo)師是課題組氣氛擔(dān)當(dāng)
在這項(xiàng)研究中，周安琪也經(jīng)歷了很多低迷時(shí)刻。
讓她最頭疼的是，明明有時(shí)候做出滿意的結(jié)果，但用同樣的方法再做一遍，卻什么也做不出來了。每當(dāng)遇到實(shí)驗(yàn)瓶頸，導(dǎo)師李嫣然總是給予她充分的支持和鼓勵(lì)：“你可能最近壓力太大了，休息幾天再做，或許有不一樣的結(jié)果?！?span style="display:none">GuR即熱新聞——關(guān)注每天科技社會(huì)生活新變化gihot.com
在周安琪眼里，導(dǎo)師是實(shí)驗(yàn)室的氣氛擔(dān)當(dāng)，“導(dǎo)師來實(shí)驗(yàn)室討論課題的時(shí)候，總會(huì)捕捉到生活中的小細(xì)節(jié)，經(jīng)?？湮覀儭１热?，‘換發(fā)型啦？真不錯(cuò)’‘你做的美甲真好看’”。往往不經(jīng)意間的夸獎(jiǎng)，會(huì)一掃他們科研上的疲憊。
此外，李嫣然還是每個(gè)學(xué)生成長(zhǎng)和高光時(shí)刻的見證者和記錄者。無論學(xué)生進(jìn)組、畢業(yè)，還是參加了一次會(huì)議、發(fā)表了一篇論文，她把這些通通都放在實(shí)驗(yàn)室的主頁上，“Thanks everyone! Great job and so proud of you all!”“Congratulations and Good Job!”……這些都是李嫣然對(duì)學(xué)生發(fā)自內(nèi)心的祝福和鼓勵(lì)。
李嫣然實(shí)驗(yàn)室主頁
“朝氣蓬勃的導(dǎo)師，暮氣沉沉的學(xué)生?！敝馨茬鞔蛉さ?，“我們?nèi)〉昧四硞€(gè)成就，導(dǎo)師比我們還要激動(dòng)。我們實(shí)驗(yàn)室的人都比較內(nèi)斂，可以說導(dǎo)師是我們當(dāng)中最‘活潑’的?！?span style="display:none">GuR即熱新聞——關(guān)注每天科技社會(huì)生活新變化gihot.com
不過，平日里李嫣然也是極其嚴(yán)格和負(fù)責(zé)的導(dǎo)師。如果發(fā)現(xiàn)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)進(jìn)度慢或者科研存在懈怠，她會(huì)嚴(yán)厲地指出來，并要求學(xué)生改正。值得一提的是，去年李嫣然選擇從加州大學(xué)河濱分校換到加州大學(xué)圣地亞哥分校任教，實(shí)驗(yàn)室的所有學(xué)生都跟她一起“跳”到了新學(xué)校。
前路漫漫亦燦燦
在投身自己熱愛的征程中，周安琪展現(xiàn)的是堅(jiān)毅和獨(dú)立。
在實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵時(shí)刻，周安琪經(jīng)常會(huì)連續(xù)工作15個(gè)小時(shí)以上?！叭绻麑?shí)驗(yàn)上一個(gè)步驟沒做好的話，可能前幾天的辛苦都白費(fèi)了?！币虼耍馨茬鞑荒茏屪约和Ｏ聛?，“受挫之后睡一覺，第二天起來繼續(xù)做實(shí)驗(yàn)”。
“無論凌晨幾點(diǎn)的校園我都走過。”對(duì)于周安琪的努力和付出，導(dǎo)師都看在眼里。很多時(shí)候，導(dǎo)師都勸她不要再熬夜了，但拗不過她，只能語重心長(zhǎng)地告訴她：“Study hard，play hard。努力平衡科研和生活，適當(dāng)放松和休息?！?span style="display:none">GuR即熱新聞——關(guān)注每天科技社會(huì)生活新變化gihot.com
今年是周安琪讀博的第7年，原本她打算博士第6年畢業(yè)。因跟隨導(dǎo)師搬到新學(xué)校，周安琪需要重修一些課程，這意味著她的畢業(yè)時(shí)間要往后延幾年。相較于同齡人，周安琪的科研之路顯得有點(diǎn)漫長(zhǎng)，但她絲毫沒有為年齡和畢業(yè)而感到焦慮，“大家都巴不得早日畢業(yè)，但我覺得當(dāng)學(xué)生挺好的，可以一直純粹地做我所熱愛的科研?！?span style="display:none">GuR即熱新聞——關(guān)注每天科技社會(huì)生活新變化gihot.com
周安琪生活照。受訪者提供
在異國(guó)他鄉(xiāng)，周安琪的動(dòng)手能力與日俱增。電腦打不開的時(shí)候，高昂的人工費(fèi)讓她望而卻步，因此她選擇遠(yuǎn)程找國(guó)內(nèi)的朋友幫忙。打開電腦后蓋，修理復(fù)雜的線路……經(jīng)過她的一番操作，電腦奇跡般地被修好了。除此之外，還有修下水道、學(xué)車買車、自己做飯……不知不覺中，周安琪也成為了無所不能的“留子”。
“永遠(yuǎn)樂觀，永遠(yuǎn)積極向上。”談起做科研的心態(tài)，周安琪表示，對(duì)于未知的事情，不要焦慮或抱有過高的期待，要著眼當(dāng)下，還要有腳踏實(shí)地的勇氣，“我永遠(yuǎn)堅(jiān)信車到山前必有路，向前看，前路漫漫亦燦燦”。
參考鏈接：
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adp0779
https://liyanranlab.weebly.com/people.html
本文鏈接：http://jphkf.cn/news-8-784-0.html讀博7年終獲重要成果，她說：完全沒有年齡焦慮
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