探寻那“524道尔顿”的神秘

华中科技大学  |  2022-04-04

一篇关于CopC的文章再次引燃学术圈

组建不到5年的实验室

原创的Nature“成色”的研究成果

524道尔顿的蛋白质

拓展了人类认知的“边界”



▲李姗教授(蒋朝常 摄)


近日,华中农业大学生命科学技术学院、生物医学与健康学院李姗教授团队的一篇关于CopC的文章再次引燃学术圈。


要知道,组建实验室不到5年;要知道,这基本上是他们开展的独立研究成果;要知道,这项研究成果是Nature的“成色”……


这是一个重要的发现,它拓展了人类认知的“边界”,但研究对象蛋白质似乎又很“轻”,只有524道尔顿!


沉甸甸的成果背后是驰而不息的付出和坚守。他们聚力探索新型蛋白质翻译后修饰,不断深耕、不断掘进,探寻这“524道尔顿”的神秘。



疯狂的“狮山十二时辰”


每场科研都是伴随灵感与灵动的“马拉松”。


大约在15年前,正在读博的李老师偶然间发现一个“端倪”:紫色杆菌入侵宿主细胞后,与其他细菌表现不一样,这里面也许会发现新的机制。她说,这就像这场科研“秘境追踪”的起点。


▲李姗(前排左二)指导学生实验(蒋朝常 摄)


师从邵峰院士,在北京生命科学研究所李老师专注于病原微生物与宿主互作、感染与免疫分子机制、死亡受体信号通路调节,这一切,跟上述“新机制”的发现不无关联。


2017年,李老师正式在学校组建实验室。当年的那个偶然发现一直萦绕在脑海,她准备在自己的实验室“弄清楚这个问题”。


“开门大弟子”、博士生陶新园旋即着手这方面的研究。“一天,我接到李老师的Email,课题组有一个‘大工程’需要研究。” 陶新园立马找到导师一问究竟,“我感觉这是一个特别好的研究点,也是对我的一个挑战!”



但科研不是一帆风顺的。一则紫色色杆菌作为一种强致病菌,感染时候对细胞的毒性较大,可以参考的文献凤毛麟角;二则实验室菌感染体系建立、研究目标、研究定位,都是全新的尝试。


正在迷茫之时,李老师召集课题组经过反复研讨,结合以往的科研经历,他们最后确定了聚焦感染时对细胞死亡信号通路的影响进行研究。其实,那时候陶新园心里也在“打鼓”,期待“也许能有‘意外收获’”——这是后话。


转折出现在2020年1月,课题组筛选发现了CopC可以非常有效地抑制细胞程序性死亡,这个“有意思的发现”与李老师若干年前的那个思绪仿佛发生了“时空伴随”,他下意识感觉到,这可能是一个“大发现”。


时值寒假,李老师召集团队,安排寒假休息,来年“大干一场”。谁知,1月23日,武汉因疫情影响一度“封城”,因为理论需要实验支撑,研究一度中断8个月。


提及这个“有意思的发现”,还有一段鲜为人知的故事。时为硕士生的夏竹君同学是实验室的“夜猫子”,每天工作到很晚,第二天早上总是显得“精力不济”,一天早上,李老师看到她便追问了三遍:“探索修饰类型的实验进展到哪一步了?”


这就像“灵魂三问”一样叩击着她的心灵。她下定决心,24小时不间断专注实验!


“从白天到黑夜,从早上到深夜,我认真关注着,连晚饭都没吃!”疯狂的狮山“十二时辰”并没白费。“突然间,很强的阳性荧光信号就像一束光,照亮了漆黑的暗室、照进了我的心房……我夺门而出,手套没脱、实验服也没脱,拿着胶片和暗夹,冲进了隔壁李老师的办公室,兴奋地告诉她:‘这个修饰找到啦!’”


“始于颜值,终于才华”


如果说找到蛋白修饰是“过山车”的一个“顶峰”,那下一个轨迹便会遭遇一个“低谷”。


因为疫情耽误,中断的实验在2020年9月逐渐被恢复。恰巧此时,课题组又遇见一个“梗”:如何验证蛋白的生化特性?


更令人焦虑的是,这一个大“梗”还牵扯出两个小“梗”:没有蛋白质实验平台,生化实验怎么做?生化实验设计怎么做?


▲李姗与同学们交流(李姗 供图)


饭要一口口吃,问题要一个个解决。得益于为本科生上《生物化学技术》这门课,一天夜里李老师备课时突然想到,环己二酮用于精氨酸鉴定的传统方法,可以帮助解析这个524道尔顿新修饰中关键的一步反应是如何进行的。她灵机一动,巧妙地将课本上的基础知识用于本实验,使得生化验证设计顺利开展。


让李老师引以为傲的是,课本上用的是分光光度计检测吸光值,需要的样本量非常大,而现在他们团队创新使用高精度的生物质谱来做检测,这也是前人没有做过的。


▲李姗与毕业生合影(李姗 供图)


设计如同找好了“米”,而做实验却需要“锅”——问题来了,学校没有做相关生化实验的平台。正在犯难时,李老师想到了十堰太和医院有这样的实验平台,对方还是我校的战略合作单位。


也正是太和医院的实验平台,加速了科研进程。千里之外、沟壑众多,在这座美丽山城,彭婷和夏竹君同学在这里一待就是一个半月,夜以继日开展实验。


“但是我们并不是孤独的!”彭婷回忆,李老师的空中视频总会准时出现,聊实验进展、优化实验过程,遇到有机化学相关知识时,李老师数次和大家一起向生科院殷平老师、理学院滕怀龙老师、植科院陈伟老师取经请教。


时序更替,梦想前行。2021年和2022年寒假,课题组的同学们主动请缨,留校攻关。那段时间,彭婷、陶新园和师弟师妹们一起组建了“百天冲刺小组”,他俩更是24小时轮流值班表达纯化相关蛋白。


故事继续跌宕起伏。2021年春节,实验室“撸起袖子加油干”的时候,国外疫情加重,培养基全国缺货,武汉更是中断了三个月。没培养基,细胞就“断粮”了,辛辛苦苦的工作可能前功尽弃。


怎么办?李老师通过四处打听,几经周转在北京中科院动物所“借到了”30瓶培养基,帮细胞“过年”,“燃眉之急”随之化解。


接下来便是写论文、投递论文、改论文,这些过程,艰难历程与“大稿”投稿一样——把论文改为“花脸稿”,补实验,再投再改……李老师说,大改4次,小改若干次,那段时间忙碌而充实。

也正是在那段时间,夏竹君深深感受到了李老师为人为学为事的魅力,她说:“始于颜值,终于才华,与‘女神’李老师的相遇和共事,是我的幸运,感觉我‘花光了所有的运气’!”


原来,多年前夏竹君曾像“追星”一样来到李老师团队。


“拓展人类认知的边界”


一切就绪,科研成果等待 “宝刀出鞘”的那一刻。


在3月25日这天,他们的成果得以与大家见面。李老师说,成绩的取得不是一个人能完成的,荣光属于“422大家庭”。


她所说的422就是基因楼的422办公室。从无到有,从弱变强,这里见证了团队的成长历程。“实验室刚起步的时候空荡荡的。”陶新园说,从第一台PCR仪到位、分子克隆体系完善,到细胞间建立、感染间建立,“李老师从规划布局到空间摆放、日常维护,事无巨细的精神激励着每位同学。”


“在LiLab度过充实的实验时光,逐渐成了一种享受。”硕士生朱秋宇说无论酷暑还是寒冬,无论是清早还是凌晨,都能看到实验室师生工作的画面。


▲2020年同学们返校后,同学们在李姗(左二)家中欢聚(李姗 供图)


朱秋宇跟记者说,他最喜欢的一幅场景出现在深夜华农:干完一天的工作,戴上耳麦、顶着星光,心存勤恳与自勉,用力蹬着自行车,“像是在为冲破一次次科研难题积蓄力量”。


但工作和学习还是有边界的。“422大家庭”可以像“拼命三郎”一样工作,也可像放飞的“鸽子”一样“嗨”。


“为你开启奇幻之旅,你就是下一个传奇……”大家所说的“嗨”,就是“密室逃脱”。他们和李老师一道,分两个队伍相互“PK”,师生在按图索骥中寻找福尔摩斯探案一样的神奇体验。



▲李姗(中)与同学们在“密室逃脱”后的合影(李姗 供图)


彭婷说:“这两个游戏与做科研一样都需要从细碎的现象中找到线索,一步步总结整理成为完整的逻辑线才能成功,换了个场景‘战斗’,精彩而刺激!”


每当重大节假日,实验室会被精心“装扮”一番,白天师生一起玩“狼人杀”游戏,晚上一起到李老师家中做客。彭婷说,这样的惬意特别值得珍藏,“整晚,欢声笑语充盈耳间,简直不要太美妙!”


平常,从狮子山大道到学府路,宝积苑的一条林荫路上总会出现一群师生,他们或聊着、或笑着,向竹苑餐厅“开拔”。他们同样是“422大家庭”,“干饭”和“干实验”,都充满了生趣。


实验室有自己的“梦想星空”。作为党员,李老师说,她从未忘记“初心”,“可能现在的基础研究与生物医学医疗还有较大的距离,但如果成功迈出了第一步,后面的步子会更稳。”


他们还有一个“大梦想”:在病原感染与宿主天然免疫方向“深耕”,结合学校特色和生物医学与健康学院学科定位,开展“健康饮食-宏基因组-免疫”研究。


“在自己的时区里,找到属于自己的节奏。”一如李老师所言,实验室还将继续往前冲!

责任编辑:曹竞