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科学传播

[科学家杂志] 徐通达:青年科学家的谦逊与执着

2014-08-06

    他是一个略显腼腆的80后男生,也是一位颇有成就的青年科学家。他喜欢专注于科研,也用专注与执着突破了很多科研的瓶颈。他有科学家的沉稳,也有年轻人的率真。或许在徐通达的身上拥有的不是“跳级学霸”的传奇,也不是优秀青年科学家的光环,他只是想用自己的故事告诉我们——别给科学家贴太多标签,他们其实与普通人没什么两样。
 
植物领域的“跳级生”
 
    采访之前,我们得到的关于徐通达的信息是——跳过“博后”直接做研究员的“传奇青年”。之后美国多久,我们就见到了这位神似隔壁班同学的青年科学家。没人介绍的时候,他会被来听他上课的学生误以为是同学。
 
    说起自己的“跳级”经历,徐通达也十分淡定地像是在谈“别人家的事”。当初,觉得研究生命科学很“高大上”的徐通达不顾父母的反对,固执地选择了生命科学,而结果就如同他所说,自己的性格很幸运地与所选的科研道路十分契合。
 
    在加州大学河边分校读博士期间,徐通达就显示出了自己的“学霸”潜能。他曾经一整年一天假都没有休过,每天就是泡在实验室里做实验。“在美国的生活基本上就是好山好水好无聊,没事干我就去实验室,做出实验来是很高兴的,当实验结果源源不断的时候,那种感觉很好,所以就更加想把实验赶快做出来。”
 
    博士期间,徐通达所在的实验室原本做的是植物极性调控的研究。经过自己的探索,徐通达将研究内容拓展到了生长素方向,从而为实验室开辟了一个全新的领域,并开始了自己的研究。研究论文的成功发表,以及其优秀的探索能力和独立研究能力,成为了他打开新加坡淡马锡生命科学研究院的金钥匙。
 
    说起为什么选择新加坡作为开始独立科研事业的地方,徐通达给的回答也非常简单:“新加坡前几年有个非常好的政策,政府大量投入支持生命科学领域,创造了很多条件和机会。 因为我本身对生长素领域的研究有了很多成熟的想法,特别想找一个独立的职位,所以就去了科研条件比较好的新加坡。”
 
    整整三天的紧张面试,徐通达最终获得了该所25个研究员的一致认可,成为了新加坡淡马锡生命科学研究院的青年研究员和博士生导师,成为了一个“跳级生”,而这种现象在生物领域基本上是极为罕见的。
 
用“执拗”开辟出的新领域
 
    说起徐通达在博士期间为实验室开辟新领域的过程,基本上可以用“执拗”和“好运”来概括。徐通达原本的研究方向是寻找小G蛋白信号途径的上游信号途径。而作为能够激活小G蛋白信号途径的生长素,需要特定受体的接受来快速激活小G蛋白。过去已有的研究成果表明,生长素可以被细胞核内受体TIR1家族蛋白所接受,从而导致IAA蛋白的降解和ARF转录因子的激活,最终控制基因表达。但此生长素信号途径不能完全解释生长素在植物中的所有作用,尤其是一些经由生长素激活的快速反应,例如小G蛋白调控的细胞骨架变化。经过徐通达的摸索,他发现,生长素在细胞膜上存在另一个包含ABP1在内的受体复合物。
  
    “这么多年,在我们研究出来之前,生长素其实只有一个受体,我们算是找到了它的第二个受体,我们找到那个受体也是非常机缘巧合地‘碰’出来的。”而为了证明他找到的的确是能够激活小G蛋白信号途径的受体,徐通达整整花费了3年的时间。
 
    “我相信我的逻辑,那个受体的突变体表型和结构都非常满足作为生长素受体的条件,我相信在逻辑上有作为受体的可能性,但没有实验结果。所以过一段时间我就测一测,最后过了大半年,我有一天改了一个很小的实验条件,结果就真的出来了。”最终,经过徐通达的进一步研究,证明了他发现的受体可以介导生长素快速激活小G蛋白信号途径,从而控制细胞骨架的动态结构和细胞的极性形态建成。自此,他打开了一个全新研究领域的大门。
 
    有什么样的条件就一定会导致什么样的结果出现,这是徐通达一直坚信的逻辑。“在科研过程中,我坚信逻辑的可能。以逻辑为主导,然后再海阔天空地去想象创造,才是科学。我一直训练我的学生要有逻辑思维,以及执着的科研态度。实验一开始做不出来,如果逻辑合理,就值得再去多多试试,往往这样的合乎逻辑的坚持,会得到很好的结果。科学就需要逻辑和规律,并且相信它。”
新受体的发现,为植物生长素研究开辟了一个广阔而全新的领域。徐通达骄傲而又兴奋地告诉我们 “新的受体发现以后,为生长素领域的许多未知问题提供解决的思路。我可以看生长素怎么调节植物的任何一个发育过程,也可以看看这个受体通过信号传导是怎么去调控生长发育的……而且这些都是我自己开发出来的,所以当初在新加坡面试的时候,我相对于其他应聘者来说可以算是有很大竞争优势的。”
 
    徐通达关于新受体研究的相关论文,也于今年成功发表在了《科学》杂志上。或许真的如徐通达自己说的那样,他的性格的确与他所做的研究十分契合。科研需要这样的执拗,科研也需要这样的自信与坚持。
 
开拓处女地
 
    生长素在农业方面的应用,从前景上看是一个空白的领域,徐通达和他的研究组,正在为开拓这片处女地而做着努力。
生长素作为植物中最重要的激素之一,能够调节植物几乎所有的生长过程,包括胚胎发育,营养生长,生殖生长等。在细胞水平上,生长素可以同时调节细胞扩张,细胞分裂,以及细胞分化。研究生长素调控的分子机制,对于研究如何调控植物生长发育有着非常重要的意义。“通过研究生长素就可以精确调控植物的性状,比如可以让植物早点开花,早点结果,提高作物的产量、品质等等,这对于农业方面来说非常重要。”
 
    研究生长素如何调控植物的每一个发育阶段,以及生长素作为一个生长因子如何调控植物对环境的适应性,这是徐通达现在在做的事情。“我们可以发现植物在逆境条件下,生长会受到抑制,生长素要平衡生长和抗逆这两个过程。在生长发育的时候,生长素要把植物的抗逆反应给抑制住,但是在逆境条件下又要把生长发育的信号途径给抑制住,所以两条途径就靠生长素来调控。”
 
    虽然回国来到上海植物逆境生物学研究中心的时间并不长,但徐通达的研究组已经取得了不错的成绩。“从抗逆的角度来说,我们已经找到了生长素微调控抗逆的机制。我们的实验研究发现,如果把生长素信号途径上一个元件给敲除掉,植物的生长并没有受限制,但是植物的抗逆性上升了。所以我们现在能够在保证植物正常生长的情况下,提高它的抗逆性。对农业来说很有作用。以后我们也可以找到一种机制,既能保证农作物的产量和质量,又能够提高其抗逆能力。”
 
    在生长素对农作物的作用这个研究领域,徐通达的研究组也在努力寻找突破瓶颈的办法。“目前在生长素对农作物的作用这方面的研究非常少,因为农作物中生长素的突变体往往致死,很难深入研究。所以我们需要找到一些表型较弱的突变体,才能继续在农作物上研究。在水稻中,生长素的缺失和过量都会致死。植物必须在每一个发育阶段严格调控生长素的量,才能正常生长发育。所以生长素在水稻中的研究一直很难。我们现在就是要突破这一点,找到既有生长素表型,又不能致死的突变体。我们希望通过在模式作物拟南芥中的研究,最终是能够转化到农作物里面去。”
 
    对于未来的发展规划,徐通达虽然用“年龄小,没想那么长远”来概括,但在他的心中,也已经规划好了属于自己的研究蓝图。“我们希望专注于现在已有的工作,包括生长素新的途径、生长素的调控机制的研究,这些工作一到两年内要完成。现在在筛选的一些新的生长素途径作用因子和突变体等等,希望五年内有些新的发现。农作物方面,主要想聚焦在生长和抗逆的部分,我们现在已经拿到了水稻的一些转基因植物,包括水稻的生长素突变体,我们希望看看这些突变体抗逆能力,再决定之后的研究策略。农作物的方面只是一个起始的阶段,我希望两到三年内能建立起水稻的研究平台、转化体系,包括试验田的建立。建立一个成熟的体系之后,希望真正能把生长素研究应用到农作物中去。”
 
 
 
《科学家》杂志2014年8月
记者:张家惠