他甘坐冷板凳,一坐20年,坐實了DNA上存在第六種元素——硫的重大發(fā)現(xiàn),先后獲評2005年中國高校十大科技進(jìn)展和《環(huán)球科學(xué)》2007全球十大科學(xué)新聞;他極富個人魅力,從世界名校召集了一批青年才俊至其麾下,不到1年就建設(shè)起具有國際水準(zhǔn)的“組合生物合成與新藥發(fā)現(xiàn)教育部重點實驗室”。
他,就是2年前與武漢大學(xué)結(jié)緣的中國科學(xué)院院士、第三世界科學(xué)院院士鄧子新。
跳出農(nóng)門的山里娃
1957年3月,鄧子新出生于湖北省房縣,是家里最小的孩子。父母要養(yǎng)活5個孩子,生活異常艱苦。常常半個月就把1個月的糧食全部吃完,看著饑腸轆轆的孩子們,父母用1斤米換5斤紅薯,只為讓孩子們多吃兩口。以至于鄧子新現(xiàn)在看到紅薯就發(fā)怵。
十幾歲的鄧子新已經(jīng)承擔(dān)起持家的重任,山間的小路上,常常見到他挑著百來斤茅草的幼小身影,幾十里的山路記錄下他的青春歲月,如今身上還有砍柴留下的累累傷痕。為了補貼家用,鄧子新還要去縣里的磚瓦廠挑磚、運瓦,壓得腰都直不起來,苦干一天才掙8毛錢。因為怕人看見要割“資本主義尾巴”,往往是天不亮就得趕路。
一次,父親要他去買醬油。售貨員把醬油遞給他,卻忘了收錢,鄧子新沾沾自喜地回到家,舉起5分錢,說:“爸爸,他給了我醬油,但是沒收錢?!备赣H很生氣,打了他一巴掌,斥責(zé)道,“你怎么能不給錢呢,快送回去。”雖然家境貧寒,但父親的正直、誠實給年幼的鄧子新上了人生的第一課。
父母希望孩子們脫離這種貧苦的生活,千方百計地供他們讀書,希望知識能夠改變命運?!拔易x書的時候,連一個練習(xí)本都買不起,作業(yè)本都是頂格寫,左右那一點點縫隙都舍不得浪費。每學(xué)期的2塊錢學(xué)費,都遲遲無法交上。”鄧子新說。
1975年,鄧子新高中畢業(yè)回到農(nóng)村,成了家里的頂梁柱,也是遠(yuǎn)近聞名的“工分大王”。
1977年恢復(fù)高考,鄧子新燃起跳出農(nóng)門的希望之光。進(jìn)入備考階段,他卻還在工地上打眼放炮。經(jīng)常凌晨4點就要上工,別人放工,他還得留下來放炮,晚上8點,他才拖著疲憊的身軀回家,連吃飯洗澡都顧不上,就溫習(xí)起功課。2個月來,他每天睡覺沒超過3個小時,高考前一天,還在工地上開山放炮,第二天帶著滿身泥土走進(jìn)考場。
功夫不負(fù)有心人,鄧子新以滿意的成績考入原華中農(nóng)學(xué)院(今華中農(nóng)業(yè)大學(xué)),成為土化系微生物專業(yè)的大學(xué)生?!按髮W(xué)是我生命的一個轉(zhuǎn)折點?!彼锌f千。
初入大學(xué)的鄧子新仿佛走進(jìn)另一個世界,可是他怎么也沒有想到,第一次英語考試,他考了全班倒數(shù)第一?!胺靠h的教學(xué)條件差,我念中學(xué)時,連書本都沒有,26個字母能夠理解全就已經(jīng)不錯了?!辈环?shù)乃刻於紨D出兩三個小時學(xué)英語。5點起床,跑到后山湖邊大聲朗讀。憑著這股鉆勁兒,鄧子新的成績一躍而起,名列前茅。
1982年,鄧子新畢業(yè)留校任教,并被推薦到歐洲分子生物中心戴維·霍普伍德教授門下深造。接觸世界頂尖科學(xué)前沿,鄧子新如饑似渴,沉浸在知識的海洋里,抓緊一切時間學(xué)習(xí),從來沒有給自己放過一天假。他的住所附近是有名的風(fēng)景區(qū),景色秀美。一到周末,同學(xué)們都去游山玩水,他卻獨自泡在實驗室里。他與時間賽跑,用3年時間就完成了學(xué)業(yè)的兩級跳,順利戴上英國皇家博士帽。
1988年5月,鄧子新婉拒老師們的挽留,攜同妻子一起回到祖國?;貒埃骶S?霍普伍德對鄧子新說了一句話:“鄧,你是個做基礎(chǔ)科學(xué)研究的料,要堅持。”這句話給了他莫大的鼓舞。
鄧子新一顆回國的心無比堅定。他坦言,自己從未想要留在英國?!拔医?jīng)常想起我的家鄉(xiāng)和父老鄉(xiāng)親,走的時候,鄉(xiāng)親們拉著我的手說,‘子新,你可要回來,別人不回來,你可要回來?!蹦菚r的他感受到,在老鄉(xiāng)們樸實的觀念里,如果不回來為國家做貢獻(xiàn),會被看成是忘恩負(fù)祖的罪人。學(xué)習(xí)期滿,他不附帶任何條件地回到了母校任教。2000年,鄧子新進(jìn)入上海交通大學(xué)創(chuàng)辦的Bio-X生命科學(xué)研究中心,組建了微生物遺傳學(xué)團隊。后任生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院院長。
科研路上的實干家
剛剛回國的鄧子新面對的卻是國內(nèi)大學(xué)爭相在科研上搞創(chuàng)收的局面,一個月只有90多塊錢工資的鄧子新不為所動,堅持搞自己的基礎(chǔ)研究。
在英國時,鄧子新每月補貼是158英鎊。他一分錢掰成兩半花,用省下的錢和國家給留學(xué)生的免稅指標(biāo)買了冰箱,就是為了回來以后便于存放試劑,使科研工作能夠開展起來。當(dāng)時的武漢,科研條件相對落后,許多試劑買不到,鄧子新親自到北京上海去購買,那是家常便飯。
2005年,由教育部科學(xué)技術(shù)委員會評選的2005年度“中國高等學(xué)校十大科技進(jìn)展”在京揭曉,鄧子新領(lǐng)銜的“DNA大分子上一種新的硫修飾”成果脫穎而出。
鄧子新團隊首次提出,在某些微生物基因組中作為生命中樞的DNA大分子上存在硫元素,而且分離出與硫修飾有關(guān)的完整基因簇。DNA新結(jié)構(gòu)的最終闡明將豐富分子生物學(xué)的基礎(chǔ)理論,打開一個新的學(xué)科領(lǐng)域,也將為DNA損傷,甚至癌癥治療因子的作用機理提供理論基礎(chǔ)。
“十年磨一劍”,這一劍,鄧子新整整磨了20年。早在英國時,他就從一個司空見慣,不值得一提的偶然現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)了其中的苗頭。當(dāng)他歷經(jīng)千辛萬苦,第一次提出這個設(shè)想時,遭到的卻是一片質(zhì)疑聲。但他選擇了堅持,在經(jīng)歷一次又一次的失敗后,依然前行。
1997年,鄧子新和同事分離出相關(guān)基因,這是他們第一次拿到DNA上存在硫修飾的證據(jù),但那時還沒有遺傳學(xué)、生物化學(xué)、尤其是沒有化學(xué)分析的最終證據(jù),難以服眾。
2003年,他著手申請國家自然科學(xué)基金委的重點項目,但這一觀點并不為人普遍接受,答辯未能通過。基金委認(rèn)為這是一個有潛力的項目,以提供生命科學(xué)部主任基金的方式給了他一筆30萬元的資助。這是未達(dá)成共識的情況下得到的經(jīng)費,鄧子新很感動,因為這是對他挑戰(zhàn)常規(guī)的一種鼓勵。
師從鄧子新的王連榮還記得,剛進(jìn)實驗室時,師兄師姐就告誡她,所謂硫修飾的課題就是一個無底洞,千萬不要接手。而她卻被鄧子新的毅力所感染,與老師并肩作戰(zhàn)。王連榮說,當(dāng)實驗遲遲未出成果,自己感到沮喪泄氣時,鄧子新不斷加油打氣,告訴她希望就在眼前。
所有的堅持終于燃起希望的火花,2004年,他的團隊在實驗中證實了細(xì)菌DNA分子中硫元素的存在。2005年,《DNA大分子上一種新的硫修飾》論文在《分子微生物學(xué)》期刊上發(fā)表。2007年又相繼在《自然-化學(xué)生物學(xué)》、《核酸研究》、《生物化學(xué)》和《分子微生物學(xué)》等期刊上連續(xù)發(fā)表4篇論文,獲得化學(xué)結(jié)構(gòu)和生物學(xué)功能的一系列突破。他團隊的這項非凡成果獲得國際分子生物學(xué)界的一片叫好聲,專家評論說,這是一項振奮人心、令人意外的發(fā)現(xiàn),具有最高級別的科學(xué)價值。
如今,鄧子新回憶起20多年的科研歷程,感觸良多,“我很享受這個發(fā)現(xiàn)的過程,失敗有時候也是一種美妙的體驗,要相信自己,耐得住寂寞,有敢于把冷門捂熱的勇氣、執(zhí)著和毅力。”
除了埋首于揭示硫元素的存在,鄧子新還是個多面手,在微生物分子遺傳學(xué)、抗生素藥物代謝工程和化學(xué)生物學(xué)領(lǐng)域都做出了許多卓有成效的成績。
2003年以來,鄧子新團隊在國際上克隆了一系列新結(jié)構(gòu)類型的抗生素生物合成基因簇,并在國際上首次提出了多類抗生素生物合成的模型。這些新發(fā)現(xiàn)大大擴展了人們對許多重要微生物藥物生物合成機理的認(rèn)識,使通過遺傳工程大幅度提高抗生素藥物的產(chǎn)量,以及拓展生物學(xué)功能越來越得心應(yīng)手。國際化學(xué)生物學(xué)領(lǐng)域的專家多次高度評價這些成果。
同時,鄧子新團隊還系統(tǒng)性地建成了具有國際影響的“抗生素藥物基因資源庫”和“抗生素藥物化合物庫”,建立和發(fā)展了重要抗生素產(chǎn)生菌的基因克隆體系,克隆的殺蟲、抗病、抗細(xì)菌、抗真菌、抗癌及HIV等抗生素藥物基因簇和一系列控制藥物產(chǎn)量的正、負(fù)調(diào)節(jié)基因等不斷受到國內(nèi)外的密切關(guān)注。部分重要抗生素藥物(如井岡霉素)基因已成為推動學(xué)科發(fā)展和產(chǎn)業(yè)進(jìn)步的重要新基因儲備。
這類藥物需要不斷更新?lián)Q代、降低生產(chǎn)成本,業(yè)界的傳統(tǒng)做法是從自然界微生物中篩選。這樣的操作,資金消耗大,耗時長,往往需要8到10年,甚至更長時間。國際生物學(xué)界一直希望通過基因工程的方法,尋找眾多抗生素的合成基因,將不同源和功能的基因合理地組合在一起,產(chǎn)生自然微生物本身所不能產(chǎn)生的“雜合藥物”。如果能夠?qū)ふ业揭粋€有用的化合物,除了將產(chǎn)生數(shù)億乃至數(shù)十億美元的巨額利潤,還有可能為人類的醫(yī)療和農(nóng)業(yè)生態(tài)的保護提供新的手段。
鄧子新團隊開展了提高抗生素藥物產(chǎn)量和創(chuàng)新藥物的研究,提高了重要藥物(如多氧霉素)的產(chǎn)率,獲得了數(shù)十個新抗衍生物,申請了18項發(fā)明專利,包括國際PCT及法、日、韓等國外專利,并具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)。這些成果標(biāo)志著鄧子新團隊轉(zhuǎn)變自然微生物中被動篩選抗生素新藥物的傳統(tǒng)模式,邁出主動高產(chǎn)、創(chuàng)新微生物藥物的第一步。
充滿激情的領(lǐng)導(dǎo)者
2009年底,武漢光谷獲批第二個國家自主創(chuàng)新示范區(qū),鄧子新受邀考察武漢國家生物產(chǎn)業(yè)基地的九峰基地等。隨后,他欣然接受擔(dān)任武漢大學(xué)藥學(xué)院院長,同時兼任武漢生物技術(shù)研究院院長的邀請。他說,到武漢大學(xué)“過程很簡單,”“只為做大事,做成事,沒想太多?!?/span>
來到武漢大學(xué)的,不僅僅是鄧子新,10余位高層次人才也追隨著他的步伐,來到珞珈山這片科研樂土。
2010年春節(jié),在劍橋大學(xué)生物化學(xué)系做研究的孫宇輝收到一封來自鄧子新的郵件,問起他對未來的打算,并力邀他加盟武漢大學(xué)。不到一周,他就接受了這份邀約。
孫宇輝說,祖國生物科學(xué)事業(yè)的欣欣向榮和恩師鄧子新的殷切期待對自己產(chǎn)生巨大的吸引力,使得自己毅然放棄了即將獲得的“綠卡”,希望到武漢大學(xué)來拼搏出一片天地。
不久后,鄧子新曾經(jīng)的學(xué)生——就讀于哈佛大學(xué)的博士后陳實、就讀于斯坦福大學(xué)的博士后劉天罡、就讀于麻省理工學(xué)院的博士后王連榮等,也追尋老師一起來漢,分別從事生物燃料、神經(jīng)藥物方面的研究。許多以前未曾相識的“海歸”們也紛至沓來。
來武大后,鄧子新的身份發(fā)生了微妙變化,他不僅僅是一名科學(xué)家,更是一位領(lǐng)導(dǎo)者,致力于構(gòu)建生物藥學(xué)研究平臺,建立豐富的藥物基因資源庫及化合物分子庫,實現(xiàn)生物藥物的創(chuàng)新和高產(chǎn)。
談起這位師者,博士生陳浩、郭俊紅、朱發(fā)銀你一言我一語:“鄧?yán)蠋煴任覀冞€要有活力,有激情呢!”“開組會時,聽到好的思路和做法,他會激動得像孩子一樣跳起來。”“試驗取得了進(jìn)展,他比我們更激動?!?/span>
鄧子新認(rèn)為,自然科學(xué),尤其是基礎(chǔ)性研究,很多重大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)是無法提前計劃的,探索科學(xué)就是探索未知。實驗室應(yīng)強調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的興趣、吃苦耐勞的精神和執(zhí)著追求的精神,尤其是創(chuàng)新的激情?!耙涣鞯目萍既瞬藕烷W光的科技成果往往都是在自由探索的過程中凝練出來的?!?/span>
實驗室硬件建設(shè)是物質(zhì)保障,但軟環(huán)境建設(shè)更為重要,對此,鄧子新頗有心得:“一定要營造有利于科研創(chuàng)新的文化。”
采訪中記者發(fā)現(xiàn),師生們說得最多的就是團隊合作精神。實驗室有一條不成文的規(guī)定,不論誰申請到科研經(jīng)費,都要拿出一部分來,貢獻(xiàn)給團隊,做為新同事的科研啟動資金,也可以資助暫時未能申請到經(jīng)費的教師,保證其順利開展工作?!皩嶒炇艺嬲龅搅四阒杏形?,我中有你。” 實驗室主任孫宇輝說。實驗室運轉(zhuǎn)不久,大家就共同凝練出“博學(xué)精問、同舟共進(jìn)”的“室訓(xùn)”來支配實驗室創(chuàng)新精神和團隊文化的發(fā)展。
“實驗室的文化應(yīng)是一種互動交往的團隊文化,師生之間一些好的方面能夠相互影響。”鄧子新說,“實驗室多是30歲至40歲的年輕人,來自四面八方、天南海北,每個人在實驗?zāi)芰?、?chuàng)造能力、科研靈感等方面都有其獨到之處,每個人都應(yīng)該學(xué)習(xí)別人某一方面的優(yōu)勢,取長補短,成就自己?!?/span>
“我們有沖勁,有活力,卻難免急躁,鄧?yán)蠋熛翊雀敢粯?,包容著大家的個性,也包容著我們的失敗?!蓖踹B榮說,“有他在,我們可以踏實安心地做科研?!?/span>
談起包容失敗,鄧子新滔滔不絕,“社會的評估體系,特別是容忍失敗的體系,可能現(xiàn)在還不是特別健全。我們應(yīng)該容忍失敗,在科學(xué)上面尤其如此,只要整個探索過程是科學(xué)的、有邏輯的,即使最后沒有產(chǎn)出論文和產(chǎn)品,可它還培養(yǎng)了人才。從更深層面來說,科學(xué)研究應(yīng)該是科學(xué)知識和人文底蘊的積累?!?/span>
面對自己所取得的成功,鄧子新十分謙虛,他把一切歸結(jié)為擁有一個支持他事業(yè)的集體,他說,“我的精神支柱是一個知識分子對國家的責(zé)任感”。“現(xiàn)在正是做貢獻(xiàn)的時候,這種貢獻(xiàn),只有開始,沒有終點?!?/span>
珞珈山下,充滿激情與活力的鄧子新正帶領(lǐng)著一批同樣熱血沸騰的實干家們,在生物科學(xué)的道路上披荊斬棘,一路向前。
參考資料
【1】武漢大學(xué)新聞網(wǎng),【院士風(fēng)采】鄧子新:生物科學(xué)“探險家”
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