8月16日,柴繼杰獲得了2023年度未來科學(xué)大獎(jiǎng)的生命科學(xué)獎(jiǎng)。與他一同分享這份榮譽(yù)的,還有跟他合作近20年的科研伙伴、中科院研究員周儉民。給他們的頒獎(jiǎng)詞寫道:“獎(jiǎng)勵(lì)他們?yōu)榘l(fā)現(xiàn)抗病小體并闡明其結(jié)構(gòu)和在抗植物病蟲害中的功能作出的開創(chuàng)性工作?!?/p>
起初只是想換個(gè)工作
獲獎(jiǎng)前一周,柴繼杰正式入職西湖大學(xué),擔(dān)任植物免疫學(xué)講席教授。1966年出生的他,人生經(jīng)歷在國(guó)內(nèi)學(xué)術(shù)界頗具傳奇性——他是從造紙廠走出的世界頂尖科學(xué)家。
初中時(shí)期的柴繼杰,中考成績(jī)不理想,畢業(yè)后沒有考上重點(diǎn)高中,1983年考入大連輕工業(yè)學(xué)院。填報(bào)專業(yè)時(shí),柴繼杰本來報(bào)的是輕工業(yè)機(jī)械,但最后被調(diào)劑到了制漿造紙專業(yè)。4年后大學(xué)畢業(yè),柴繼杰被分配到丹東鴨綠江造紙廠,成為一名助理工程師。
在造紙車間里,重復(fù)性的工作日復(fù)一日,漸漸地,柴繼杰對(duì)外面的世界有了向往,于是作了一個(gè)決定——報(bào)考北京石油化工科學(xué)研究院的碩士研究生。
“其實(shí),我最初的想法并不是為了搞科研,而是覺得自己不太適合那個(gè)環(huán)境。從造紙廠辭職,我父母也不大同意,他們認(rèn)為那份工作很穩(wěn)定,還折騰啥??晌疫€是想換個(gè)工作,感覺石油化工行業(yè)更有發(fā)展前途。但是讀了兩年碩士之后,我也沒有發(fā)現(xiàn)自己特別感興趣的研究領(lǐng)域?!辈窭^杰對(duì)記者回憶道。于是,柴繼杰又跨了一次專業(yè),報(bào)考了北京協(xié)和醫(yī)科大學(xué)藥物研究所的博士,攻讀蛋白質(zhì)晶體學(xué)專業(yè),由此踏入了結(jié)構(gòu)生物學(xué)的大門。此時(shí)已經(jīng)是1994年。
1998年,年僅31歲的施一公正在美國(guó)普林斯頓大學(xué)組建自己的實(shí)驗(yàn)室。在收到的一堆博士、博士后簡(jiǎn)歷中,他看到了一份獨(dú)特的履歷:一個(gè)名叫柴繼杰的人,在中國(guó)基層造紙廠工作了4年,然后考上碩士、博士,現(xiàn)在又申請(qǐng)了博士后。
施一公覺得這個(gè)人有點(diǎn)“邪乎”。按捺不住好奇心,他撥通了柴繼杰的電話。溝通之后,施一公決定錄用這名比自己還大一歲的博士后申請(qǐng)人,理由之一是“能從造紙廠一路堅(jiān)持下來,一定有他的過人之處”。此時(shí)的柴繼杰正在中科院生物物理研究所做博士后研究。1999年,他踏上了赴美的旅程。
捅破“窗戶紙”
2004年,剛成立不久的北京生命科學(xué)研究所(簡(jiǎn)稱北生所),在美國(guó)招聘獨(dú)立實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人(PI)。這是北生所第一次招聘PI,一共有13位候選人進(jìn)入最終的面試,其中包括柴繼杰。
面試地點(diǎn)安排在康涅狄格州的一家酒店里,施一公又一次開車帶著柴繼杰前往。一天面試下來,評(píng)委投票,有6人順利入選,柴繼杰排在第7位,個(gè)別評(píng)委對(duì)他的潛力存疑。最后,是施一公的一句話起了決定性作用:“如果繼杰和我競(jìng)爭(zhēng)同一個(gè)高難度課題,我的勝率大約50%?!?/p>
就這樣,柴繼杰回國(guó)了。在北生所的一幢紅色四層建筑里,他有了自己的實(shí)驗(yàn)室,而對(duì)面的“鄰居”就是周儉民。周儉民也是從美國(guó)回來的北生所首批PI之一,致力于研究植物和微生物相互作用機(jī)理。
柴繼杰在美國(guó)時(shí)的一大研究方向是動(dòng)物細(xì)胞凋亡。當(dāng)他聽周儉民介紹了植物抗病免疫的相關(guān)研究后敏銳地察覺到,動(dòng)物細(xì)胞凋亡體與植物抗病蛋白在生物進(jìn)化上有很強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性,隨即產(chǎn)生了強(qiáng)烈的研究興趣。于是,雙方團(tuán)隊(duì)“在最合適的時(shí)間做了最合適的事”——2004年,柴繼杰和周儉民開始合作研究植物抗病蛋白,探索其免疫機(jī)制,3年后有了初步成果,即“誘餌模型”。
該理論認(rèn)為,某種“誘餌”蛋白會(huì)將細(xì)菌毒性蛋白引入“空城”,一旦“誘餌”蛋白被破壞,抗病蛋白就會(huì)迅速激活,指揮被感染的細(xì)胞與細(xì)菌“同歸于盡”,阻止病原體擴(kuò)散,從而保證周圍組織的正常生長(zhǎng)。然而,這篇論文在《自然》雜志發(fā)表后,引發(fā)了學(xué)術(shù)界的質(zhì)疑,因?yàn)椤罢T餌模型”與當(dāng)時(shí)的主流觀點(diǎn)是有沖突的,柴、周二人也因此承受了很大的壓力。
尖端領(lǐng)域的科學(xué)探索往往如同大海撈針,多少頂級(jí)科學(xué)家窮經(jīng)皓首,也未能找到捅破“窗戶紙”的那個(gè)點(diǎn)。正如周儉民所說:“科學(xué)上有很多偶然性,同一類蛋白有很多變體,哪個(gè)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)能夠成功解析是無法預(yù)測(cè)的,需要勇敢地不斷嘗試?!?/p>
2009年,柴繼杰調(diào)入清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,繼續(xù)從事之前的研究。2013年前后,柴繼杰團(tuán)隊(duì)取得了多項(xiàng)突破,為培育廣譜抗病作物品種提供了理論基礎(chǔ);2015年,周儉民團(tuán)隊(duì)成功驗(yàn)證了“誘餌模型”;2017年,柴繼杰獲得德國(guó)“洪堡教席獎(jiǎng)”,前往科隆大學(xué)和普朗克植物育種研究所開展研究。
2019年,柴繼杰和周儉民的研究迎來了更大的突破,發(fā)現(xiàn)植物抗病小體并成功解析其電鏡的結(jié)構(gòu)。更為重要的是,該抗病小體的結(jié)構(gòu)為其生化功能提供了重要的線索。后來的研究證明該抗病小體具有離子通道活性,并發(fā)現(xiàn)“抗病小體”的激活會(huì)引發(fā)植物免疫反應(yīng)和細(xì)胞死亡。這破解了困擾植物免疫學(xué)界20多年的難題,被視為行業(yè)內(nèi)的里程碑事件。
獲得未來科學(xué)大獎(jiǎng)后,柴繼杰和周儉民表達(dá)了一致的感受:“這凝結(jié)了我們20年來的成果?!睂?duì)于兩人多年的合作,柴繼杰的評(píng)價(jià)是“高產(chǎn)且愉快”,其中的訣竅就是“不斤斤計(jì)較”。
(摘自《環(huán)球人物》尹潔)