師從施一公,半路出家的清華教授柴繼傑,今日再發Science

2021-01-13 中國生物技術網

柴繼傑,1966年生於遼寧,現任清華大學生命科學學院教授,博導,國家傑出青年基金獲得者,全國優秀科技工作者,談家楨生命科學創新獎獲得者,已發表80多篇SCI,13篇CNS,他引12000+次。

主要科研領域與方向:以蛋白質晶體學為手段,結合生化細胞生物等方法研究生物大分子結構與功能關係。目前實驗室主要興趣是植物的受體樣激酶(RLK)、抗病蛋白(R蛋白)以及NOD樣受體(NLR)。

2020年12月4日,結構生物學高精尖創新中心柴繼傑課題組和德國馬克斯-普朗克植物育種研究所Jane Parker課題組、Paul Schulze-Lefert課題組合作在Science發表了題為Direct pathogen-induced assembly of an NLR immune receptor complex to form a holoenzyme的研究論文,首次揭示了植物TNL類抗病蛋白RPP1直接識別其效應蛋白ATR1後激活並形成全酶的分子機制。

該研究發現RPP1抵抗小體可作為病原體效應劑誘導的NAD +水解全酶。四聚體RPP1寡聚體結構提供了植物NLR受體對病原體直接識別的例子,並揭示了導致NLR構象活化的菌株特異性識別機制。該研究工作提出了RPP1四聚體的多層調節,包括ATR1結合,核苷酸結合域之間相互作用驅動的RPP1寡聚以及RPP1TIR自締合。該分析為RPP1全酶介導的誘導NAD +水解和TNL受體信號傳導的框架提供了結構上的見識。作為全酶,RPP1抵抗小體與動物凋亡小體和炎性小體具有相似性,它們在募集蛋白酶後會形成全酶。

而與柴繼傑教授發表的多篇CNS相比,讓我們更加驚嘆的是,與傳統「學霸」不同,柴教授並非生物科班出身,從造紙工人到國際著名生物學家,能取得如此成就,柴教授的毅力、勇氣和科研方法,更加值得我們學習和借鑑。

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半路出家,師從施一公

從造紙到生物,科研之路異常艱辛

我有一個特別優秀的學生,他比我還大一歲,他剛來做我的博士後的時候,我預計他的基礎會很差,來了之後,才發現他的基礎比我想像的還差。但現在,我跟你簡單點講,在他研究的領域裡面,他是世界上數一數二的科學家。

——施一公

柴繼傑1966年生於遼寧。1983年9月,考入大連輕工業學院(現在大連工業大學)製漿造紙專業832班,是不折不扣學造紙出身。

「當時的校園很小,只有一進校門的那一棟教學樓,後面有幾棟零星的宿舍樓,其他地方都是荒地。」柴繼傑教授2018年7月在母校大連工業大學演講時曾回憶。

1987年畢業後到丹東鴨綠江造紙廠擔任助理工程師。在工作了四年後,1991年他考取了北京石油化工科學研究院的碩士生,據他回憶,當初老師來到他工作的工廠進行面試,為他在那樣的環境下還能堅持學習所感動。

1994年柴繼傑教授到北京協和醫科大學藥物研究所攻讀博士,這是他接觸生物學的開始,1997年到中科院生物物理研究所攻讀博士後,1999年到普林斯頓大學繼續攻讀博士後,師從著名科學家施一公院士,進行結構生物學研究工作。

作為非科班出身的博士後,柴繼傑在普林斯頓大學的科研之路開始的異常艱辛。從一開始的屢屢被導師施一公「嫌棄」,到後來成為導師口中的「我的一個特別優秀的學生」,施一公的慧眼識珠和柴繼傑的刻苦努力,成就了一段千裡馬遇伯樂的佳話。關於他的成長經歷,施一公院士經常在公開演講時提到,以此用來鼓勵大家。

2017年6月1日,國家留學基金管理委員會在京舉辦2017年國家公派出國留學人員行前集訓視頻會議,時任清華大學副校長施一公院士在講座中談到柴繼傑教授在普林斯頓從事博士後的經歷:

我的兩個學生都比我年紀大一點,柴繼傑加入我實驗室的時候,我看了他的簡歷,我以為他是大連工學院的,其實是大連輕工業學院的,是學造紙的,後來在丹東造紙廠工作了四年,為什麼收他?就是因為他有個性。

就拿他做對比,我有一個特別好的學生,就不說名字了,是科班出身,南京大學第一名,中科院周承儒先生的博士,97年申請我實驗室的時候已經有七篇第一作者的CNS文章,在中國當時是不可思議的,柴繼傑一篇都沒有,他只有一篇第二作者的小文章,但是我就看重了他在工廠幹了四年,能考回協和醫學院做博士生的經歷。 

他在我那五年做的非常優秀,當然這五年他非常曲折,這就是我說的來的時候英文很差,每天半個小時,我發現繼傑現在還每天半小時的英文報刊雜誌的閱讀,他保持下來了,他在和他的學生講,說你要每天讀半小時。

柴繼傑在我那前兩年就是技術員,他不明白他在做什麼,因為基礎太差了,手把手教他,但在某些研究學科,某個生命科學的大部分學科,我說難聽點講,你確實不需要太多太深厚的基礎知識也可以做的很好。他前兩年就是技術員,第三年開了點竅,第四年有自己想法的時候我非常非常欣慰,當時我才第一次意識到即使這樣的學生我也可以帶出來,他和你們想像意義上的學生完全不一樣,他就憑一點,就是好強,繼傑是從來不認為世界上有什麼事情他做不到的,他付出比別人大得多的努力,當然他也很靈氣,他找了一個適合自己做的領域和專業,在我那做了五年很優秀。

——施一公,《2017年國家公派出國留學人員行前集訓視頻會議》

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30年堅持,不斷挑戰,成就世界一流

2004年,柴繼傑教授選擇回國,到北京生命科學研究所任研究員,這是我國第一所由國家直接支持的一體化現代生命科學交叉研究中心,採用的是向美國看齊的「非升即走」體制,五年為一個考核期,柴繼傑教授回來的時候該所才剛剛掛牌,如此選擇也是冒著巨大的風險。2009年柴繼傑教授到清華大學生命科學學院擔任教授、博士生導師,2017年獲得德國科隆大學和馬普遺傳與育種研究所教授席位。

回國後,柴繼傑教授的科研成果碩果纍纍,根據公眾號iPlants統計,截止2020年5月柴繼傑課題組自回國以來總共發表了70多篇論文,其中包括Science和Nature共計12篇通訊文章。

值得一提的是,植物抗病領域現有的複合體結構幾乎都出自柴繼傑教授實驗室,其中最具挑戰和突破的是在2019年4月4日,國際權威學術期刊Science背靠背連發兩篇清華大學生命學院柴繼傑、王宏偉與中科院遺傳所周儉民的研究長文,揭示植物抗病蛋白管控和激活的核心分子機制。這項成果解決了困擾全世界20多年的難題,並有望使化學農藥的使用大大減少,國外專家甚至將這項成果的發現稱為植物免疫研究領域的裡程碑事件。

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談心得

好奇心和興趣是堅持科研的源動力

科研事業並不是大家想像中的那般光鮮亮麗,大家在新聞中看到的僅僅是1%成功的案例,他背後可能累積著99%的失敗 。科研本身是一個很單調、很無聊的過程,甚至可以說乏味。因此,只有好奇心和興趣,才是堅持科研的源動力。

——柴繼傑

談及自己的科研事業時,他表示,好奇心和興趣是堅持科研的源動力。

柴繼傑教授表示,在他看來選擇是人生當中最難的一件事情。衡量自己適不適合做科研,與其考慮自己能否堅持,不如思考自己是否對科研感興趣。在科研之路上勤奮是必須的,但是並不是所有勤奮的人都能出成果,只有發自內心地想要認識自然界的規律和現象,時刻想要了解「為什麼」,才能做好科研。

「科研事業並不是大家想像中的那般光鮮亮麗,大家在新聞中看到的僅僅是1%成功的案例,他背後可能累積著99%的失敗,所以,科研本身是一個很單調、很無聊的過程,甚至可以說乏味。因此,只有好奇心和興趣,才是堅持科研的源動力。」

在母校的分享會上,柴繼傑教授說,一個人在本科期間,甚至是研究生期間,都很難明確地認識到自己將來要做什麼,也就無法判斷自己所學的知識究竟是有用還是無用,那麼我們能做的,就是儘可能的多學知識來充實自己,迎接機會和挑戰,使自己的未來有更多的可能性。

來源:本文由碩博一線綜合整理自科研大匠、結構生物學高精尖創新中心、iNature、iplans、清華大學、百度百科、大連工業大學新聞網、青塔等

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    讓中國學子不用遠渡重洋去留學 施一公青年的夢想已經實現放棄美國普林斯頓大學終身教授職位回到清華的施一公,他當時是帶著自己青年的夢想回國,當初自己遠渡重洋,花費巨資,辛苦打工患病,被搶劫差點喪命的經歷,讓他心中燃氣一個願望,那就是爭取以後中國的學子不用遠渡重洋在國內也可以享受到優秀的高等教育,他通過十幾年的努力,已經把清華的生科院帶入了世界頂級實驗室的水準,為清華培養了一大批青年科研學者,甚至做到了中國培養的頂尖人才達到飽和可以向國外輸送!
  • 他普通大學畢業,工作後又回來讀研,後來跟施一公學習青出於藍!
    慧眼伯樂識駿馬「金陵豈是池中物,一遇風雨便化龍」,人的成功是需要機遇的,而柴繼傑遇上了施一公,則是他在生命科學領域大放異彩的開端。已經博士畢業,又在中科院做了2年的博士後,按理說柴繼傑應當具備較強的科研能力,然而在施一公教授看來,柴繼傑的科研基礎還是太差,並不具備獨當一面的能力,在他的實驗室裡只能算個普通的技術員。
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    她師從施一公,還要從一通電話說起……青年科學家!厲害了,這位清華姑娘!師從施一公,從一通電話開始有一次,家裡親人患病,萬蕊雪聽說基因工程可能會是未來解決這些疾病的方法,這更加堅定了她學習生物學的決心,希望能夠做一個有用的人。
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    「普林斯頓大學是美國最適合做研究的地方,從條件上講,如果只從科研角度出發的話,我確實沒有必要回清華……」 他是美國普林斯頓大學的分子生物學的終身正教授,聽到他前半句話,著實讓人失望,但是他的後半句話,卻振奮國人之心。
  • 施一公有三位優秀女弟子,他的男弟子表現如何,同樣非常優秀
    但這並不是說施一公沒有出色的男弟子,他的男弟子也同樣出類拔萃。說起施一公的男弟子,就不能不提從造紙工人到長江學者的柴繼傑教授。他大學畢業後,被分配到丹東鴨綠江造紙廠,成了一名造紙工人。工作四年以後,他利用空閒時間準備,順利考取了石油化工科學研究院的研究生。畢業後,到北京協和醫科大學藥物研究所攻讀博士,從這時候開始,他才真正接觸生物學。博士畢業後,在中科院生物物理研究所做了2年博士後。
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