5年前“半路出家”的他,却实现了“人造生命”重大突破!

发布时间:2018-08-13

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“只有像我这样的外行敢去做,整天和酿酒酵母打交道的一定被这个大胆想法吓坏了。”覃重军在转述他人的“玩笑话”时,脸上露出了顽皮的笑容。今年53岁的覃重军,之前在链霉菌领域深耕了30年,比起酿酒酵母,他更多的是和链霉菌打交道。

就是这么一位“外行”,与合作者在国际上首次把酿酒酵母原本天然的16条染色体,人工合成了单条染色体,并具有正常的细胞功能,实现“人造生命”里程碑式重大突破。

这一想法从何而来?“人有的时候需要把自己置之死地,或马上死,或而后生”

2013年,对于覃重军来说,是“置之死地”的一年。但在旁人看来,这是一个有点“疯狂”的举动。那时候,他是中科院分子植物科学卓越创新中心/植物生理生态研究所合成生物学重点实验室主任,国家杰出青年基金获得者。从基础研究来说,他带领团队首次在粘细菌中发现质粒并建立了遗传操作系统,全世界有20多个实验室来函索取质粒载体;他还在重构简约大肠杆菌基因组方面做了大量有益探索。从产业化来说,团队与国内制药企业合作改良了抗寄生虫药物多拉菌素,打破了国外的垄断,到2013年底销售额已达2.67亿元。

然而,覃重军却感觉心里沉甸甸的,“大肠杆菌基因组最小化”的技术框架是由国外科学家提出的,后人难以再有创新突破。如何“突围”?他决定把研究对象从原核生物大肠杆菌换成真核生物酿酒酵母,因为人类就是真核生物,和人靠得越近,研究意义越大。

选择自己并不熟悉的领域,这需要不一般的勇气。全世界有上万科学家研究酿酒酵母,发表了几十万篇论文,而覃重军之前从未发表过和酿酒酵母相关的一篇文章。

“人有的时候需要把自己置之死地,或马上死,或而后生。”覃重军告诉自己,若不想马上死,一定要有非常创新的想法,做出不一样的科学。“研究所里这么多研究组,就数我欠的人员费最多。”在他科研经费最紧张的时候,先是所里给予“赊账”,后来中科院从先导专项里拨专款予以了支持。

不少灵感来自他一早一晚的散步

2000多页A4纸,密密麻麻地用不同颜色的笔写满了科学思考和实验设计,堆放在覃重军的书橱和案头。其中,不少灵感就来自他一早一晚的散步。回到办公室,他会马上记录下这些稍纵即逝的思考瞬间,第二天再对这些想法进一步斟酌。

“心若绷得太紧,很难有创新想法。”从2013年起,他不再执着于埋头从大量文献阅读中寻找灵感,而是任由自己想象力的枝蔓旁逸斜出。这段日子里,他重温了最喜欢的《爱因斯坦文集》《达尔文回忆录》《巴斯德传》,并在书上划出令他“心有戚戚焉”的句子。1929年前后,爱因斯坦不时地一个人在乡下住上几个星期,他整天都在思索与计算,最后写出了统一场论。爱因斯坦认为,只有大胆的思辨而不是经验的堆积,才能使人进步。同样地,巴斯德仅仅靠着酒精灯、显微镜、三角瓶等简单器械,研制出了狂犬病毒疫苗。

这些书籍给了“置之死地”的覃重军“醍醐灌顶”的感觉。当他再去看自然的现象时,他放下了过往的经验,只带着没有束缚的科学好奇心。

酿酒酵母双倍体有着16对染色体,这对于研究它的人来说,再熟悉不过了,而这正是让覃重军着迷的地方。人类有23对染色体,小鼠有20对,果蝇有4对,似乎越低等的生物染色体就越少,可为何酿酒酵母却有这么多染色体?大自然是否有点随意?“我想问问大自然,如果酿酒酵母减少到一条染色体,还是不是酿酒酵母?”在这之前,自然界还从来没有发现过一条染色体的真核生物。覃重军提出了一个大胆猜想——酿酒酵母也许能像原核生物一样,用一条线型染色体装载所有遗传物质并完成正常的细胞功能。 

这一对大自然的叩问,并非无源之水。早在覃重军研究原核生物大肠杆菌时,他就写下过一段话:“一个散步者的遐想:我叫大肠杆菌,如果可以被自上而下或自下而上地重构、模块化、简约化……甚至可以与其他生物形成杂合生命体——那我还叫大肠杆菌吗?”

从大肠杆菌到酿酒酵母,覃重军完成了一次从发散到聚焦的思维之旅。

想要做出开创性工作,而不是“混饭吃”

即便过了多年,覃重军经常会想起1994年的自己。

那一年,他完成了人生中最重要的一次选择。他写信给美国斯坦福大学申请博士后工作,信中写道——就算做不出伟大发现,也想看看做出伟大发现的人是怎么样的。后来,他得以在基因工程创始人之一斯坦利·科恩门下工作。

那一年,他对生命科学的未来第一次做了认真的思考,想要像达尔文一样在生命科学体系做出开创性工作,而不是“混饭吃”。

那一年,他在博士论文的后记里写下了这样的话:“近1300页的实验记录中,失败何止百次!然而,没有一次失败能够真正打垮我,为什么?照亮我前进的道路并不断给我勇气去正视失败的,是对科学的热爱,对揭示生命世界奥秘的向往以及科学发现给我带来的纯真的快乐……对我而言,科学是一条无穷无尽的探索之路,也许一生都会这样干下去。”

不忘来时,年轻时的科学梦想,20多年后的今天还在“驱动”覃重军继续他的探索之路。

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