师生风采
王学路:揭开油菜素甾醇神秘面纱

发布时间:2017-04-15   发布者:

  近日,王学路课题组油菜素甾醇研究取得系列重要进展,先后在Cell子刊Developmental Cell和ThePlant Cell上在线发表,再一次揭开了油菜素甾醇调控植物生长发育的神秘面纱。

  这两篇科研成果的背后经历了哪些艰辛?又有哪些启示?近日,记者采访了王学路课题组部分师生,探寻科研背后的故事。

  比剑:“结论是否准确?回答核心问题了吗?”

  国际科研间的竞争就如同黎明前的战场,看起来静悄悄,但是无数对手正埋伏在丛林中厉兵秣马,战争随时都可能打响。

  只是,枪声由谁打响,往往就代表着胜负;至少,代表着抢占了先机。

  从2008年开始关注矮化直立的水稻突变体,到成功克隆到RLA1基因并逐步弄清它的功能,正当王学路课题组进展越来越顺利时,某国家的研究团队抢先在报道了RLA1基因(他们用了另一个名字)的发现,让这场战斗的气氛瞬间紧张了起来。团队开始怀疑这个课题是否应该继续做下去。

  “他们做到什么程度?对该基因所参与的信号通路结论是否准确?回答核心问题了吗?”王学路三个问句把大家问醒了。经过仔细分析,大家分析该团队认为这个基因主要参与其他信号途径,几乎没有提到与BR信号途径的关系。显然,他们也还在“探路”。

  王学路说,“克隆个基因不算胜负已决!决战的关键是对基因功能及其机制研究是否准确、深入和系统”。孙世勇和乔胜龙重整旗鼓,准备将RLA1在油菜素甾醇方向的功能研究做到精益求精,他们又用了一年多时间在水稻中按照拟南芥中研究的方法和精细程度研究了此基因的功能,并系统揭示了RLA1是油菜素甾醇信号通路中的关键组分。这其中的深入程度,已经走到了国外竞争者的前面。

  经过多次讨论和修改,课题终于进入投稿阶段。一开始比较顺利,文章迅速通过初审进入专家评审。可专家评审用了三个月还没有消息,这远远超过了一般杂志的审稿周期。经过与杂志社联系,发现有一个审稿人迟迟不给审稿意见,多次催促后才提交。此时,王老师提醒大家,“我们可能碰上了竞争者审稿专家”。当大家以最快时间按审稿意见补充完成实验后,信心满满的将文章返回给杂志社时,又经历了一个漫长的等待,却得到了拒稿的消息。

  不容泄气,王学路迅速指导乔胜龙将工作投稿至The Plant Cell。意料之中,那个国外竞争者又成了评审专家之一,再三催促下,总算收到了审稿意见。此时,距离初次投稿已过去九个月,竞争者的另一篇后续文章也投稿至其他杂志,气氛越来越紧张。

  又经过近三个月的奋战,王学路团队孙世勇和乔胜龙用实验证据和理论依据将审稿人的所有问题一一作了详细解答,工作已接近完美。将文章返后,大家觉得问心无愧了。最终,在其他两个审稿人都同意接收,而竞争者审稿人还继续提出很多修改意见的情况下,编辑决定接受文章。至此,该文章经历了八年多的研究,审稿过程将近一年,在坚持和坚信自己研究结论的信念下,最终证明RLA1是水稻中(很可能是禾本科作物特有的)油菜素甾醇信号途径中的新组分,并发表在The Plant Cell。

  练剑:“做1项深入研究,胜过做100个浅显课题”

  “科学,需要分享,需要合作。碰到实验难题,就力争去向这个研究领域最有经验的人请教。”发表在Developmental Cell上论文的第一作者杨梦冉深有感受。2014年4月,当杨梦冉所研究的课题碰到了一个技术难关——体外泛素化实验时,王学路告诫她,“不要急,向专家学习和专家合作。”

  经过联系,杨梦冉得以到中科院遗传所谢旗课题组请教学习。在北京学习期间,谢旗老师课题组的学生都记住了这个勤奋努力的“微笑女孩”。即使恰逢五一小长假,她也没有休息过一天。每天晚上12点,往往等到实验室最后一个人都要离开了,她才离开实验室。她每天以几倍的工作量进行着自己的实验,仅仅一个月,就完成了在这里的所有实验任务。

  “很多课题组都来我们这里学习这个实验,你是我们见过完成得最快的!”在学习结束时,“长江学者”特聘教授谢旗研究员对杨梦冉伸出了大拇指,“这说明你的基本功非常扎实”。

  杨梦冉说,她想起了2011年刚刚见到王学路老师时,导师说过的一番话:“做我的研究生,你不是‘临时工’,更不是‘打工仔’,我也不是你的‘老板’。不要做流水线上单一工种的工人,而是要自己能设计生产一辆完整的汽车,而且每个人造出的汽车还不一样。”

  杨梦冉认为,正是导师的这种育人观,授学生以渔,极大地锻炼了学生的科研素养,提高了多方面的能力。

  “认真、扎实、深入做好一个课题,那你就是这个方面的专家”,对于研究生训练,王学路常说,“如果你能做1项深入的研究,将来就可以做100项深入的研究;如果你做了100个很浅显的课题,将来也很难做1项深入的课题”。

  谋剑:“以生物学问题为主线,开展跨物种的研究”

  “不管是什么生物研究系统,生物学过程的基本规律和原理是相通的。我们的研究不限于拟南芥、水稻和大豆,而是以生物学问题为主线,开展系统性的研究”,在王学路心中,不拘泥于单个物种,而是将拟南芥的研究作为一种基础性的手段,在重要的粮食作物大豆和水稻中建立起植物激素和环境因子(包括固氮根瘤菌、光和逆境因子)的互作网络并揭示调控植物发育的机制,探索基础和应用研究中的重要规律、思路和方法。

  受益于系统化的研究思路,王学路课题组近年来在植物激素和环境因子信号转导网络及其调控植物生长发育和环境适应性的机制研究方面取得多项有重要影响的研究成果。最近,王学路课题组还将激素调控和能量代谢联系到了一起,发现了植物在能量不足的时候,组蛋白去乙酰化酶HDA6可以通过去乙酰化非组蛋白类蛋白油菜素甾醇信号通路中的重要负调控因子BIN2,抑制其激酶活性从而正调控油菜素甾醇信号通路的机制(发表在PNAS,2016)。同时,在另一项课题中发现油菜素甾醇信号通路中的负调控元件BKI1可以抑制另一个重要的LRR受体,首次提出一类受体的激活可以通过BKI1的抑制解除,从而促进另一类受体激酶的激活,为研究如何维持多种受体激酶的稳态和激活提供了重要的理论证据 (发表在Molecular Plant,2016)。