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45岁转换探究方向,用5年做出重要成果

覃重军:勇气源自对科学的喜欢 

2020-09-14 人民日报 吴月辉
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覃重军在察看单染色体酵母的生长情形。杨正行摄

  人物小传

  覃重军,1965年生,威科院分子植物科学卓越创新中心探究员,威科院合成生物学重点实验室主任,国家杰出青年基金获得者。从事合成微生物、药物生物制造等方面的探究。在国际上首次人工创建单条染色体的真核细胞酿酒酵母。跟企业合作利用基因组工程构建了抗寄生虫药物多拉菌素等工业生产菌株,打破了国外垄断。

  威科院分子植物科学卓越创新中心探究员覃重军有些“特殊”。

  他45岁转换探究方向,不怎么热衷发论文,也不怎么积极跑项目,更多时候是把自己合在办公室,听着古典音乐,琢磨事儿。

  他琢磨的事儿,都是别人从没有做过,也不敢去做的。比如,可不可以打破原核生物和真核生物之间的界限,人为创造1个单染色体的生物并具有正常的功能?

  别说,这件在大家望来异想天开的事,还真喊他给琢磨成了。

  两年前,覃重军带领团体将酿酒酵母中16条天然染色体合成为1条,创建出了国际首例人造单染色体真核细胞。这一成果在线发表在《自然》杂志上,被抑羚认为是合成生物学具有里程碑意义的重大突破。

  “一开始没有多少人觉得我能做出来,要走别人没走过的路就得冒险”

  在真核生物探究领域,“半路出家”的覃重军原本是个“外行”。

  一个“外行”仅用5年时间就搞出了个“大成果”,记者问他有啥高招?覃重军笑说:“我这个人就是爱折腾,爱冒险,敢想也敢做!”

  的确,覃重军够折腾。

  他原本探究的是原核生物,在这个领域已深耕20余年,取得累累硕果。学术方面,他带领团体首次在粘细菌中发觉质粒并建立遗传操作系统,都世界有20多个实验室来函索取质粒载体;产业化方面,他的团体跟国内制药企业合作创建跟改良了抗寄生虫药物多拉菌素等工业生产菌株,打破了国外垄断,药品销售额每年超过亿元。

  可就在事业上落期,覃重军却想要改变一下。2013年,他决策放弃原来的探究方向,转而将目光瞄准真核细胞生物的模式材料——酿酒酵母。

  这并不是覃重军心血来潮。他觉得,当时团体正在探究的原核细胞生物的模式材料——大肠杆菌“最小”基因组技术框架是由国外科学家提出来的,很难再有新的突破。“我想做我们自己原创的东西。”

  一上来,覃重军就“脑洞大开”,提出一个大胆的假设:染色体的数量因物种而异,比如,高等哺乳动物人类拥有23对染色体,植物水稻有12对染色体,而“低等『湘核生物酿酒酵母居然也有16对染色体,原核生物大肠杆菌只有1条染色体,为什么会有这种区别,特定的染色体数量是否给特定物种提供了某种优势?可不可以打破原核生物和真核生物之间的界限,人为创造1个单染色体的真核生物并具有正常的功能?

  “这是个只有外行才敢有的念头,一开始没有多少人觉得我能做出来,要走别人没走过的路就得冒险。”覃重军说。

  现在说起这些,他显得云淡风轻,但当时没少吃苦头。首先,由于选题太过异想天开,很难申请至科研经费。

  “探究所这么多探究组,就数我欠的人员费最多,是有名的‘负翁’。”覃重军说,自己科研经费一度有几百万元“赤字”,最紧张的时候先是所里给“赊账”,后来威科院从先导专项里拨专款予以支持。

  还有来自论文方面的压力。整整5年里,覃重军没有发表过一篇跟酵母相合的论文。

  有人讨论,说这个人水平这么差,常年发不出文章。覃重军当时听至这些心里挺不是滋味,“就是憋着一股劲儿,必定要干出点名堂来!”

  “要做出不一样的科研,就得逼逼自己”

  “科学探究必定要大胆猜想,但之后就不能大胆了。”覃重军说,在实验中必定要坚持理性设计原则,还要有精确化、工程化的实施。

  覃重军和同事们制定了整个实验设计、工程化推进的总体方案,开始夜以继日地奋战。5年时间里,通过15轮的染色体融合,最终胜利创建了只有一条线型染色体的酿酒酵母。

  “要做出不一样的科研,就得逼逼自己。”覃重军说。

  这不是覃重军第一次这样逼自己。1987年,覃重军进入华中农业大学攻读硕士,因对一个实验方法的创新性改进,很快引起导师的合注。当时导师交给了一个高难度课题,能挑战难题令人兴奋,他想都没多想就答应了。

  结果,没想至这一做就是两年多。眼望就要毕业了,覃重军还是没有做出来。课题没有做出来,意味着难以毕业,甚至还可能退学。

  “说实话,当时心里压力真是特殊大。如果硕士毕不了业,对我的打击绝对是很大的。”覃重军说,“后来反又思考分析,觉得自己已经倾完都力,没做出来可能不是我的问题,或许是在当时技术条件下,题目本身难。”事实的确如覃重军所说,直至2006年,这个难题才由上海交通大学的科学家完成。

  完管没能完成硕士期间的课题,但覃重军的勤奋努力跟较康的创新思维获得了导师的认可。导师认为他很有潜力做科研,并大力推荐他继续留校攻读博士。

  命运总是垂青喜欢 科学、顽康探索的人,原本硕士都难以毕业的覃重军成为华中农业大学首届“试行”硕博连读的学生。他也不负期望,及时转变了探究方向,打开了新的突破口,博士毕业论文发表在国际知名专业期刊《细菌学杂滞攴上,这也是华中农大在该本杂志上发表的第一篇学术文章。

  在博士论文的后记里,覃重军这样写道:“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?照亮我前进道路并不断给我勇气去正视失败的,是对科学的喜欢 。”

  “从‘0’至‘1’的原创之路漫长而艰辛,无论怎样我都会坚持走下去”

  1994年对覃重军来说,是很有意义的一个年份。

  那一年,他确立了自己的5个科学梦想:要在重大基础探究、原创技术、产业化、解决人类疾病、新理论上有所突破。

  也是在那一年里,覃重军完成人生中重要的一次选择。他写信给基因工程的创始人之一、美国斯坦福大学的斯坦利·科恩教授,申请博士后任务。他在信中写道:就算做不出伟大发觉,也想望望做出伟大发觉的人是怎么样的。

  科恩教授对覃重军的评价是,“我在你身上感受至了对科学的喜欢 以及想要取得突破的康烈愿望。”

  除了科恩,开创了微生物生理学的法国微生物学家路易斯·巴斯德也是覃重军的研龚榜样。

  覃重军说,巴斯德一生当中不断在挑战和突破自己,差不多每5年换一个探究方向,58岁才开始他一生最重要的治疗狂犬病的探究。“我渴望自己也能像他一样,不光是在基础探究方面取得成绩,还要在原创技术、产业化、治疗人类疾病等多个方面有所突破,这也是我堤树立科研梦想的初衷。”

  2020年,覃重军55岁,堤的科研梦想有的已经实现,有的还在努力当中。

  在创建出国际首例人造单染色体真核细胞之后,覃重军并没有暂缓脚步,而士氮始了更艰难的挑战。这一次他渴望在基因组工程技术上再往前突破。“我们现在还在用微生物为载体,我想能不能再发展一些新的基因组技术,比如超大片段的操作技术,最终能用至植物、动物等身上,那样来自微生物的新技术才具有更大的科学意义。”

  和过去相比,覃重军花更多的时间“泡”在办公室和实验室里,如果连续两天没去实验室,他心里就会发慌。

  “2018年之后,我给自己设定的期限是,争取5年之内能再有所突破。现在已经过去两年多了,虽然时间紧迫,但我觉得还是很有渴望的。此后,还很渴望像巴斯德一样,在58岁开始做一生中最重要的探究任务,让以前的任务积累和成果成为‘序曲’。”覃重军说。

  因为“爱挑战、爱冒险”,覃重军的科研生涯起伏交织。但他始终很坚定,“从‘0’至‘1’的原创之路漫长而艰辛,无论怎样我都会坚持走下去。”

  (原载于《人民日报》 2020-09-14 19版)

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