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访生物大分子国家重点实验室
2004-12-22 来源：科技日报
说起生物大分子研究，许多人并不熟悉，不能否认这是一项阳春白雪式的基础性研究，但如果联系起抗击非典，防治禽流感以及预防艾滋病，也许能更好地帮您了解生物大分子研究的奥秘。在这期“发现·求索”中，我们将为您介绍生物大分子国家重点实验室。菠菜主要捕光复合物晶体结构、SARS病毒主要蛋白酶及其抑制剂复合物的晶体结构……一项项成果使实验室在国际学术界享有很高声誉，但当我们的记者于实验室主任饶子和院士面对面的时候，骄人的成果并不是谈话的主题———课题发展、实验室管理、人才培养，且听饶院士娓娓道来。
■与“主任”面对面 记者：“菠菜主要捕光复合物(LHC-Ⅱ)晶体结构”的研究课题，当初是由实验室的梁栋材院士和中科院植物所已故的汤佩松院士提出的，听说实验室就是由梁先生在内的三位老先生共同创建的？ 饶子和：生物大分子国家重点实验室是由邹承鲁先生、梁栋材先生和杨福愉先生三位院士创建的。当初，三位老先生在一起成立生物大分子国家重点实验室，在当时国内的生命学界是一个强强联合，这样一个阵容强大而且是配备互补的国家重点实验室，在当时是少见的，他们的互补与默契，从各个方面来讲都是一代楷模。20年来，实验室在这三位老先生的领导下，一直朝着三个非常重要的方向发展着，邹先生的分子酶学研究发展到蛋白质的折叠原理，梁先生的生物大分子研究发展到大分子的三维结构，杨先生的线粒体发展到生物膜，这三部分在生物大分子实验室的研究中，代表的是现代国际学术发展的最前沿。 现在，随着生命科学的发展，已经有越来越多的学科交叉进来，实验室的研究人员也囊括了许多具有不同学科知识背景的优秀人才。实验室能在历次评比中都名列前茅，学科交叉优势突出、互补性强和发展全面是很重要的一个方面。 记者：实验室从成立到现在，无论是在国内还是在国外，都取得了引人瞩目的成就，实验室能在这么长的一个时间段内始终保持旺盛生命力的秘诀在哪里？ 饶子和：实验室在三位老先生带领下发展，基础很好，起点比较高。我们实验室的研究方向是国际基础前沿，定位是以蛋白质科学为核心，以分子神经生物学、感染与免疫学这两个科学问题为切入点，围绕着结构与分子生物学、脑与认知科学和系统生物学三个领域开展原创性工作。 神经科学是生命科学中的“皇冠”，感染免疫学与艾滋病、禽流感、SARS等影响到国泰民安的传染性疾病有很大关系，我们这两个研究方向既符合国际前沿研究领域，又符合国家需求。国家级研究所的一个重要责任和义务就是在国家有需求的时候能迅速、灵活地做出反映和发挥应有的作用。比如去年突发的SARS席卷全国，如果作为从事这方面研究的科学家没有反应是很痛苦的事，就因为我们技术上早有储备、具备攻克世界尖端难题的科研实力，所以去年SARS爆发的短短几个月时间内，我们一下子就做出了成绩。一个国家级研究所要做一些纯粹基础理论性的阳春白雪式的研究，也要兼顾国家目前需求的东西，所以我认为，无论是国家需求的实用研究还是国际前沿的基础理论研究，实验室都做。 记者：今年的973项目中有一个生物物理所徐涛副所长的《生物膜与膜蛋白的功能》课题，这对实验室的发展意味着什么？ 饶子和：这项研究是生物大分子的主要研究方向。现在，实验室的研究方向已经由原来的3个增加到了8个，增加的5个方向是蛋白免疫、神经生物学、系统生物学、纳米生物学、蛋白质与多钛药物实验室。意味着实验室90%%的基础研究在向应用上靠。我们有可能在生物大分子研究到一定的时候，离药物应用很近的时候，对国家、对世界、对人类的感染的研究做出重大贡献。现在实验室的8个研究方向，标志着实验室的代际转移的完成。邹先生、梁先生和杨先生的研究方向，都有人接上来了，并且都取得了国际一流的成就。 记者：怎么才能做到平稳的代际转移？ 饶子和：代际转移的关键是对年轻人才的培养，我们最近引进来几个人，都很有成果。但是培养人才，不能光靠从国外引进，内部的培养更重要，不能迎来了女婿，气走了儿子。今年年初评上研究员的唐世明才34岁，就是国内土生土长的博士，一样做出了世界高水平的工作。今年，实验室招聘了20多个年轻人，这批年轻的博士硕士为实验室增添了活力。 记者：实验室的许多年轻人都说自己是“怀柔一期”的，这是怎么回事？ 饶子和：今年我们招了一批硕士、博士生，我们在怀柔中科院管理干部学院举办了上岗培训班，让他们感到自己是未来的主人。培训结束后，我们又让他们到单位的各个中心、处、组里轮岗，结果我们发现他们对单位的部门都很熟，所有的人都认识，对单位也很关心，很快就体现出工作水平，他们因此号称自己是“怀柔一期”，我们还会有“怀柔二期”、“怀柔三期”，这也是一股整体的力量，因为他们就是未来的处长，未来的科学家、院士和未来的领导，这股力量是不能忽略的，他们能够感到自己是单位的一部分，实验室这部机器就能运转好。 记者：您明天就要到西班牙去作学术报告，这是实验室国际交流的内容吗？ 饶子和：三位老先生为实验室打下了很好的基础，我们现在又在这个基础上有了进一步发展，因此，许多国家都在与我们进行交流，我们与他们也有许多的多边合作，比如与英国牛津大学和剑桥大学、美国SCRIPS和德国马普的合作。我们成立了“国际顾问委员会”，聘请诺贝尔奖化学奖获得者Huber教授担任主席，诺贝尔奖生理与医学奖获得者Ne鄄her教授担任副主席，一批国际著名学者和在国际上取得杰出成就的华裔科学家担任学术顾问。我们还有十余名科学家在国际学术组织中任职，每年主办1-2次国际学术研讨会。每年有百余名科技人员到国外研究机构进行合作研究、讲学和参加国际学术会议。 记者：实验室今后的发展有什么打算？ 饶子和：我们正在酝酿一件事，不久，生物大分子国家重点实验室也许要变成蛋白质科学国家实验室。这是因为，当时做生物大分子有它的意义，现在扩展成蛋白质科学国家实验室，又上了一个高度。因为蛋白质不光涉及大分子结构，它还显示了国家生命科学研究的整体战略构想，涵盖了一批生命科学热点的研究课题。 我认为，实验室在大家的努力下，在科技部、科学院的支持下，一定会做出一流的工作。 “这样的仪器中国只有一台” 在刚刚改造装修好的实验室里，实验室秘书李建辉笑盈盈地告诉记者，当时在SARS面前，全球的科学家都束手无策，外国人嘲笑这是我国科学的全面失败，称中国的科学家整体打了败仗。正当他们信心十足地在实验室里研究SARS的时候，没想到我们的成果这么快就做出来了！ 2003年5月，北京被SARS疯狂肆虐着，人们无奈被迫躲藏在家里防止可怕病毒的袭击。在生物大分子国家重点实验室里，却是另一番景象，饶子和院士带领的攻关组正全力以赴地进行着抗SARS的研究。7月底，研究成果出来了，论文发表在《PNAS》上，研究速度之快全球为之震惊。这个全球首次解析出的SARS病毒主要蛋白酶及其抑制剂复合物的晶体结构，为抗SARS药物的开发研究奠定了重要的结构基础。 李建辉问记者：“你知道为什么速度这么快吗？”“是不是因为实验室的研究一直走在世界前沿，技术上早有储备？” “这是其一，其二是实验室的设备国际、国内一流。我们实验室里有国内最精密的提纯蛋白质的仪器设备；X射线衍射实验室里有世界上最先进的X射线衍射仪，这样的X射线衍射仪国内仅有的1台，世界上也不超过10台。” 研究生物大分子这个微观世界，整个过程复杂而精细，需要经过蛋白的分离提纯、让纯化的蛋白过饱和析出晶体、再将晶体拿到X光机上进行衍射，收集处理数据、根据数据解出蛋白的三维结构，分析蛋白功能四个过程。 李建辉打开了X射线衍射实验室的门禁，操作人员正在里边工作，他们的工作是在衍射机上对蛋白晶体进行X射线衍射，以图片的形式记录下衍射结果，再在计算机上把不同角度记录的所有照片合并起来，计算出原子在三维空间的坐标。X射线衍射仪被厚厚的铅玻璃防护罩罩着，衍射仪的摄像头前有一粒晶体，一支液氮喷雾枪，不断地将液氮喷在晶体上，整个晶体被零下180度的液氮包围着，在低温下进行数据收集。记者在40倍的光学显微镜下看到了这粒晶体，这是饶院士所作的一个SARS相关的课题，在灯光的照射下，晶体像一滴晶莹的水珠，无色透明，光芒四射，看起来有一粒米大小，其实只有0.1—0.5毫米。实验中很多晶体是黄色的或是红色的，五颜六色非常美丽。工作人员介绍说，从这里衍射出来的数据，用专用软件，搭建模型，使理论的数据和实际的数据达到最好的吻合，解析出蛋白的三维结构就能进行蛋白功能的分析了。知道了蛋白的功能，就能在药物设计中，有针对性的抑制蛋白活性。 从X射线衍射实验室出来，一直平和地笑着的李建辉告诉记者，现在实验室设备更新得很快，这些先进的设备大大的缩短了研究周期，饶院士的SARS病毒主要蛋白酶及其抑制剂复合物的晶体结构的研究成果，就是最好的证明。 “科研就像唐僧取经” 35岁的实验室技术平台负责人李雪梅博士，看上去瘦瘦小小、文文弱弱的，但与她聊起天来，会发现她的理性和钢强是女性中少有的。 “从读书开始，女孩子就会遇到许多男孩子遇不到的困难，毕业后，还要独立应对来自工作、生活的各种压力，包括与各种人打交道，成长的经历，磨练得女博士们心气儿更高，更不服输，意志坚韧，独立性更强。”雪梅说。 非典期间，雪梅跟着实验室主任饶子和院士做抗SARS研究实验，那时候，常常深夜才下班，有时一熬好几天。雪梅说：“在大家拼命工作的氛围里，并不会感到辛苦，国内现有条件下，实验室能取得世界一流的成就，每个人付出的都很多，但我们乐此不疲。” 雪梅说她走过许多实验室，这个实验室是国内最好的，从机器设备到运转、管理机制都是一流的。实验室主任饶院士精力旺盛、思维敏捷、工作投入，所有人都被他感染着。“这种感染，不仅是拼命地工作，而且是眼界的不断开阔。”雪梅强调。 实验中经常会遇到困难，雪梅说：“科研就像唐僧取经，九九八十一难，哪一难过不去都不能取得真经。”对工作中的困难，雪梅已经习惯了，她说：“偶尔也会烦，但是想得最多的还是怎么去解决，因为实验就是不断地解决各种问题的过程。” 醉心事业并不等于放弃生活，除了学者的智慧和才华，雪梅总在不经意间流露出女性的细腻、时尚和对生活的热爱。雪梅现在帮饶院士带着四、五个博士做实验，她笑称自己已经老了，“许多新的东西都是年轻人带来的，年轻女博士们有坚强理性的思维方式、成熟宽容的阳光心态，工作之余还能在时尚生活中放松自己……”正是这些让雪梅对工作和生活的感悟更加深刻。 ■链接 咱们的实验室 实验室在蛋白质科学研究领域已经涌现出一批优秀人才，其中王志新、王志珍、饶子和三位已经成为中科院院士；此外成为项目首席科学家的有5名，国家杰出青年基金获得者有4名，百人计划12名，长江学者2名。截至去年年底，实验室已出站博士后25名，博士毕业生99名，硕士毕业生74人。 | 
发表于 2012-5-13 09:03
