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与生物物理学系郭江涛研究员面对面

编辑: 严燕蓉 时间:2019年10月27日 访问次数:504

 

    郭江涛,浙江大学基础医学院博士生导师,主要采用冷冻电镜、X射线晶体学和电生理等方法研究离子通道和离子转运蛋白等膜蛋白的结构生物学。近年来以通讯作者/第一作者在Science,Nature, PNAS等顶级杂志上发表多篇研究论文。

 

曲折的研究进展教会了我更多

--- 您是怎么度过研究生生活的?对研究生有什么建议吗?

     2007年我从浙大生科院本科毕业后,在中科院生物物理所度过了六年的研究生生活。第六年暑假拿到毕业证,同年十一月底去美国进行博士后工作。

     我刚读研究生的时候,国内的结构生物学刚发展起来,尤其是有关膜蛋白的方向。中科院生物物理所在结构生物学方向有传统和优势,所以我就联系了所里的一位老先生作为导师。他的一位学生也就是我后来的另一位导师,在2004年在发表了一篇Nature封面文章,那篇文章报道的结构是中国解出的第一个膜蛋白结构,在当时引起很大的轰动。那篇文章吸引了很多学生去研究生物大分子结构。我当时懵懵懂懂地有了探究生物大分子结构的兴趣和信心。

     然而真正的科研工作开展起来,就不是那么的光鲜了。我研究的是捕光蛋白。捕光蛋白依赖色素感受光线和捕捉能量,蛋白暴露在光线下会导致能量的聚集,损害蛋白和色素。所以前三年的实验都是在暗室中进行,在光线很弱的实验室工作了一天后,出来吃饭时外面天色也已经暗下来了,有种“暗无天日”的感觉。另外,有的实验需要在四度冷库中进行,需要穿着厚厚的外套,也会比较辛苦。

     前三年虽然没有较好的实验数据,但是我受到了很好的科研训练,掌握了分子克隆、蛋白表达纯化这些基本的实验技能,对膜蛋白的表达纯化也有了一定的了解。这段时间的积累和训练,给我博士后时的工作带来了极大的帮助。

     就像很多老师所说的,课题进展很顺利时不一定能学到很多知识,因为我们可能不会去花心思去探索更多方法。但是如果进展不顺利的话,我们就会尝试各种策略,通过自己动手实践会学习到很多东西。比如说膜蛋白长晶体时需要去污剂,去污剂的种类有一百多种,实验室大概有七八十种去污剂。我纯化膜蛋白时,尝试使用了实验室所有的去污剂,所以现在对去污剂比较了解。

     我们当时实验室的隔壁是中国蛋白质晶体学奠基人之一的梁栋材老先生的实验室。他很多学生当时毕业时的文章也许不是那么出彩,但是由于在科学训练中有了扎实的基本功,后来都成长为了优秀的科学家,比如著名的饶子和院士。所以说在研究生阶段,比文章更重要的是扎实的基础。


包容而有原则

--- 您对自己的学生有什么要求吗?

    我很理解不同时代的人有着不同的视野和定位,不同人的能力不一样,发展方向也不同。对于学生来说,学习是个循序渐进的过程,不可能一蹴而就,我们也不可以拔苗助长。所以我不会按照统一的标准强求我的学生。现阶段,我最基本的要求有两方面。第一方面是认真,对自己的工作可以认认真真地完成;而另一方面是有一定的沟通能力,和老师同学都能有效地沟通。


要成为学术大牛,先成为八卦大牛

--- 您什么时候开始设计课题?对大家设计课题时有什么建议吗?

     我从博士后期到博士后阶段阅读了大量文献,了解了很多研究方向,从而确定了自己的研究方向。作为结构生物学研究来说,选择和设计课题之前,首先要大量阅读文献。要成为学术大牛,先要成为八卦大牛。如果要八卦一个课题,就需要了解一个课题的背景,做深入的文献调研。阅读文献可以帮助大家拓宽视野,了解更多的研究方向,也会给自己的课题提供思路。然后,要有自己感兴趣的方向,有时需要多个研究课题一起开展。当大家有了广泛的阅读量和感兴趣的研究方向,就可以尝试自己设计课题了。


结构与功能

--- 作为结构生物学的科学家,您对结构和功能的关系有什么自己的见解?

     我相信结构决定功能,但是一项复杂的生命活动往往不是单一的蛋白承担的,会涉及多个蛋白复合物;不同蛋白形成复合物的组成方式也是复杂多变的;同时还有时间和空间上的动态变化。结构生物学可以帮助我们看到一些结构,但是有些地方,比如蛋白的loop结构我们往往无法看到。而loop区也会有功能,比如信号转导中经常会涉及磷酸化,蛋白质磷酸化很多都在loop区。结构生物学看不到的时候,就需要辅助细胞实验、生物化学实验去解释功能。

    现在随着冷冻电镜技术的发展,我们可以借助它观察到一些动态的变化,可以看到更大范围内的生物复合物的结构,这有助于我们去解释一些复杂的生命过程。但是这样观察的结果缺少实时性,不能完全反应体内的生命过程。


科研之路

--- 您是怎么走上从事科研工作的道路的?

     中间的过程会有挫折,有压力,但是就这么走过来了。

     我小时候一直是个很乖的小孩,很单纯,觉得科学家是个很神圣的职业,也渴望着自己长大后能从事科学研究。2003年高考填报志愿时,流行着“21世纪是生命科学的世纪”这么一种说法。作为一个从小在农村长大的孩子来说,我凭着当时了解到的有限的信息选择了浙江大学生物科学系,然后选定这条路就往下走了。

     读博士的时候也面临过很大的心理压力。一方面父母在慢慢变老,家庭经济压力也比较大;另一方面课题进展也不顺利,经常会有前途渺茫的感觉。但是好在我坚持下来了。我们很多本科同学已经不做研究了,转行做各种各样的工作;但是我的很多博士同学现在都有了自己的独立实验室,科研工作都做得比较出色。每个人都有适合自己的工作。我可能比较喜欢坚持,适合科研这项工作吧。做科研需要学习的周期很长,博士毕业后进行博士后工作,找到教职后需要面对5年的考核期,这15年间一直会有压力。所以从事科研工作需要很强的毅力。如果你喜欢科研,就坚持走下去吧。

 

供稿|基础医学院研博会 甄文轩

编辑|张琪