「五年來,為了科學事業,我把青春靜靜地奉獻在華農大這片土地上,辛勤勞動的汗水凝聚在眼前近1300頁的實驗記錄中,這其中的失敗何止百次……對我而言,科學是一條無窮無盡的探索之路,也許一生都會這樣幹下去。」
這段話覃重軍寫在1992年自己博士論文的後記結尾處,這份初心在20多年後的今天,還在驅動著他繼續探索之路。
覃重軍在觀察單染色體酵母的生長情況。 楊正行 圖覃重軍是中國科學院分子植物科學卓越創新中心/植物生理生態研究所研究員,同時也是中國科學院合成生物學重點實驗室主任。他主要從事合成微生物、藥物生物製造、放線菌分子遺傳學等方面的研究,在國內外發表論文80餘篇,包括Nature、Nature Protocol、Nucleic Acids Research、Cell Research等國際重要刊物,申請或授權專利10多項。
時間回到2018年8月2日,國際頂級學術期刊《自然》雜誌頗為罕見地同時刊發了同一「選題」的兩篇科研成果:一篇出自人工合成領域「老將」、美國科學院院士、紐約大學醫學院教授傑夫·博克團隊;一篇來自中國科學院分子植物科學卓越創新中心/植物生理生態研究所合成生物學重點實驗室覃重軍研究團隊及其合作者。
覃重軍的實驗思路筆記。 楊正行 圖兩個成果提及的實驗和分析各有千秋,但從結果來看,前者只做到「16合2」,而覃重軍用基因編輯的方法,將釀酒酵母中16條天然染色體合成為1條,創建出了國際首例人造單染色體真核細胞,實現「人造生命」裡程碑式的重大突破。
事實上,在論文投稿後,審稿人曾「百般刁難」。他們根本不相信中國科學家能將16條染色體合成為1條,比覃重軍團隊早兩個月投稿的美國科學家傑夫·博克團隊只能將16條染色體合成為2條,窮盡努力也沒能「合二為一」。
傑夫·博克團隊和哈佛大學等權威審稿人最初甚至認為,從理論上推論兩條是最佳,也是唯一的選擇。因此,審稿人要求覃重軍研究組完整重複幾乎所有的實驗,並補充大量的額外實驗。
面對困境,覃重軍選擇迎難而上,「與時間賽跑」。覃重軍說,研究組成員和合作者耐心地重複了整個實驗,並進一步提升了實驗效率,整個實驗周期從6個月縮減到3個月,未來有望進一步縮短。
最終,該研究成果被Nature、Cell等雜誌發表專文高度評價、被F1000prime推薦等,認為「這篇文章代表了染色體核型工程的一個真正的裡程碑」。
覃重軍在國際上首次人工創建了自然界不存在的簡約化的生命——僅含單條染色體的真核細胞,這是繼上世紀六十年代人工合成結晶牛胰島素和tRNA之後,中國學者再一次利用合成科學策略,去回答生命科學領域的重大的基礎問題,為人類對生命本質的研究開闢了新方向。
早在1993年的一份手稿中,覃重軍就為自己明確了未來的目標,要在「重大基礎研究、原創技術、產業化、解決人類疾病、新理論」五個方面作出突破和貢獻。在早年寫給妻子方萍的信件中,他寫道:「早在大學做完畢業論文時,我就初步確立了在科學道路上的理想,積極參與『科學革命』,做新的科學時代新的領域的開拓者。」
博士畢業後不久,覃重軍於1995年在美國史丹福大學基因工程創始人之一Stanley N. Cohen教授實驗室攻讀博士後。用他的話來說:「即使不能實現理想,也要看看做出跨時代創舉的人,他們是怎麼工作的。」
覃重軍辦公室裡掛著巴斯德和達爾文的照片。這兩位偉人也是他的科研標杆。
「這兩位偉大的科學家能不斷作出重要的發現,一定是有秘訣的。」他說,論文在《科學》雜誌發表後,自己接受了大量的採訪,出席了很多活動,科研時間也相應減少,但是如果自己的經驗能夠幫助從事科研的年輕人,對他們有所啟發,那就是值得的。
「過去了就過去了」,覃重軍對此前的成果看得很淡,他說還只是實現了自己理想的前兩個小目標,「後面還有三個更厲害的在等著我。」