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柴继杰:生物免疫密码的破译者

来源: admin 添加时间: 2018年11月1日

文|许珂

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  柴继杰,造纸87届校友。清华大学生命科学学院教授,博士生导师,长江学者特聘教授,国家杰出青年基金获得者。1983年考入大连轻工业学院(现大连工业大学)制浆造纸专业,1991年考入北京石油化工科学研究院攻读硕士,1994年考入北京协和医科大学药物研究所攻读博士。1997、1999年先后在中科院生物物理研究所、普林斯顿大学攻读博士后。曾获谈家桢生命科学创新奖、国家自然科学奖二等奖。2017年6月,获得具有“德国诺贝尔奖”之称的亚历山大·冯·洪堡教席奖,成为获得该奖项的首位中国学者,奖金500万欧元。

  2019年对于柴继杰来说是收获颇丰的一年。4月,他所领导的团队与中国科学院遗传与发育生物学研究所周俭民团队、清华大学王宏伟团队进行的联合研究,在植物免疫研究领域取得历史性重大突破。《科学》杂志同期发表了国际植物抗病研究权威科学家Jeffery Dangl和Jonathan Jones撰写的题为“耀眼的五星:植物抗病小体”(A pentangular plant inflammasome)的专文评述,高度评价这一重大突破性成果。7月,他的课题组与塞恩思伯里实验中心和苏黎世大学的Cyril Zipfel课题组合作在国际顶级期刊《自然》发表题为“异型受体复合物识别RALF多肽的分子机制”的研究论文,成为在植物受体激酶研究领域的又一突破性研究成果,得到了审稿人及《自然》期刊编辑和国际同行的高度评价:“这项新的工作极大地推动了领域的发展,他们证明了一个细胞壁相关的GPI膜锚定蛋白LLG与受体激酶一道作为一类植物肽类激素的受体。这是一个全新的受体配体结合范式,将在相关蛋白的研究领域产生重大的影响。” 

  有人说,柴继杰是一名从造纸匠到生物学界享誉世界科学家的逆袭者,但是当你了解到他华美蜕变的背后,会发现今日的成就与其说是逆袭不如说是对他持之以恒、孜孜不息追求理想的一种回报。

 

泰山起于累土,海河汇自细流

  1983年,17岁的柴继杰考入大连轻工业学院(现大连工业大学)制浆造纸专业。在老师和同学眼里,他思维活跃、性格开朗、勤奋好学,身上总有那么一股子“劲”。柴继杰也会谈起那段时光:当时的校园里只有一座教学楼和几栋零星宿舍楼,他亲切地称它为“轻工小院”,那时候相对艰苦的求学时光和博学笃行的学风令他终身受益。

  大学毕业后,柴继杰被分配到丹东鸭绿江造纸厂,成了一名助理工程师。但工作四年后,“不安分”的他意识到“这不是我想要的生活”,于是便利用空闲时间,复习考研,考取了石油化工科学研究院的研究生。据北京石油化工科学研究院的老师说,当时之所以愿意录取柴继杰,除了他成绩优秀之外,更是因为到厂里面试,被他能在条件简陋的环境中依旧坚持学习感动。研究生毕业后,他又再次调整了人生方向,进入北京协和医科大学攻读博士学位,并仅用三年时间就拿到博士学位。柴继杰又先后到中科院生物物理研究所、普利斯顿大学做博士后。

  柴继杰的科研之路并非坦途,尤其对于他半路出家的经历而言,就更是充满了艰辛和曲折。1999年,柴继杰在普林斯顿大学做博士后,跟随当时声名斐然的科学家施一公。很多人并不理解施一公为什么会收一个工学院出身的弟子,施一公后来说,他看中的正是柴继杰能够在工厂中工作4年之后,依旧可以考上协和医院成为博士的经历。柴继杰的勤奋刻苦被施一公看在眼里,异常欣赏,因此,尽管他刚到实验室,基础很差,但是,施一公也愿意手把手的教他,并且一直鼓励他,相信他一定能够做好。柴继杰也没有让导师失望,他知道自己英文很差,所以不论实验室工作有多忙,他雷打不动每天都会坚持阅读英文报刊半个小时,这个习惯一直坚持到现在。柴继杰靠着一股子韧劲和拼劲,经过三年的积淀与打磨,在第四年有了自己的科研思路,第五年成功出师。施一公这样评价柴继杰“他和你们想象意义上的学生完全不一样,他就凭一点,就是好强,继杰是从来不认为世界上有什么事情他做不到的,他付出比别人大得多的努力,当然他也很灵气,他找了一个适合自己做的领域和专业,在我那做了五年很优秀。”只要柴继杰认定的事情,他就认为一定能做到,并且通过不懈努力真正做到了。

 

博观方能约取,厚积才能薄发

  在柴继杰看来,选择是人生当中最难的一件事情。一个人在本科期间,甚至是研究生期间,都很难明确地认识到自己将来要做什么,也就无法判断自己所学的知识究竟是有用还是无用,那么能做的,就是尽可能的多学知识来充实自己,迎接机会和挑战,使自己的未来有更多的可能性。而衡量自己适不适合做科研,与其考虑自己能否坚持,不如思考自己是否对科研感兴趣。科研本身是一个很单调、很无聊的过程,甚至可以说乏味。科研并不是大家想象中的那般光鲜亮丽,1%成功案例的背后可能累积着99%的失败。勤奋是必须的,但并不是所有勤奋的人都能出成果,只有发自内心地想要认识自然界的规律和现象,时刻想要了解“为什么”,才能做好科研。

  十四年的求学生涯让柴继杰逐渐明确了自己人生的方向,坚定了科研报国的人生道路。虽然在其他人看来,柴继杰本科、研究生、博士生三个阶段科研方向具有天壤之别,但他却从中悟出了从事科研的共通特质:扎实基础、严谨作风、兴趣驱动、视野开阔。三段不同的研究经历使柴继杰具有了与众不同的交叉学科基础积累,也成为了支撑他奋起一跃的坚实“踏板”。

  2004年,柴继杰教授选择回国,到北京生命科学研究所任研究员。2009年柴继杰教授到清华大学生命科学学院担任教授、博士生导师。2017年获得德国科隆大学和马普遗传与育种研究所教授席位。柴继杰教授一直从事先天免疫和植物受体激酶相关蛋白质复合物结构方面的研究,这些年,他的科研成果无数,已经成为了世界一流的生物学家,先后主持过国家自然科学基金,国家重大科学研究计划(973计划),发表SCI高水平论文80多篇,CNS文章10篇,被引用12000+次,荣获国家自然科学奖二等奖。

  农业生产中大量施用化学农药对环境、人类健康、和农业可持续发展带来了巨大挑战,减少化学农药的施用,成为摆在农业生产者和科学家面前的一道难题。解决这一问题的关键,就存在于植物细胞中——植物细胞内数目众多的抗病蛋白,这些蛋白发现病菌后,迅速启动植物防卫反应,杀死病菌,从而保护植物免受侵害。虽然植物先天免疫长期以来是国际学术界的热点领域,然而受材料与技术的限制,全长免疫受体结构甚至免疫受体更高级的复合物结构尚未被破解,成为严重制约该领域研究进展的瓶颈之一。

  柴继杰所领导的团队自2004年成立以来,开始在数量众多的植物抗病蛋白中进行理想研究对象的繁重筛选工作,利用抗病蛋白,设计新型抗病虫育种,将大大减少化学农药的施用。今年他与周俭民研究员、王宏伟教授在《科学》杂志发表的两篇成果,揭示了抗病小体工作机制,该项工作填补了人们四分之一个世纪来对抗病蛋白认知的空白,为研究其它抗病蛋白提供了范本。抗病蛋白高分辨度结构和作用机制的解析,将为设计抗广谱、持久的新型抗病蛋白,发展绿色农业奠定核心理论基础。《植物学报》发表国际著名植物抗病专家Xin Li等人题为“开启防御之门:植物抗病小体”的专文评述,认为该项成果“完成了植物NLR蛋白复合物的组装、结构和功能分析,揭示了NLR作用的关键分子机制,是植物免疫研究的里程碑事件”。

  2018年学校60周年校庆之际,柴继杰作为优秀校友再次回到了母校。如今已经成长为世界一流科学家的他,依然感恩和挂念母校,由衷地为母校取得的长足发展感到高兴。他平易近人的亲和感以及执着于科研理想、克服困难不懈进取的经历更是让师生们感佩不已。

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