本文來源:青塔人才,由深圳灣實驗室提供投稿
有人說,申雪桐是個 " 牛人 ",在學術生涯每個階段都做出了重大貢獻。
百度上,關于 " 申雪桐 " 這個名字的信息很少。寥寥無幾的信息中,可以瞥見他曾 12 年内 CNS 頂刊 "7 連發 " 的輝煌戰績,足以見證他在近 30 年迅猛發展的染色質生物學以及表觀遺傳學領域所做的奠基性工作。
" 外在的東西對我不是那麽重要,關鍵是内心的支撐力。" 申雪桐說。
申雪桐
申雪桐内心強大的支撐是在基礎科學方面做出重大原創貢獻。1991 年,北大生物系畢業後,他就赴美留學、工作。一晃 30 年過去,剛過知天命之年的遊子在 2021 年底選擇回國,開啓科研生命的 " 第二春 "。
" 不能守成,要做些全新東西的。" 現爲深圳灣實驗室資深研究員的申雪桐說。他把住所選在了與實驗室一路之隔的馬路對面,樓下就是大超市,便捷的生活和交通可以确保 " 一切以學術和事業爲中心 "。
現在,他希望把注意力放在探索生命底層的一個蛋白質家族——肌動蛋白研究方面,再開創兩個 " 較大的新領域 "。
" 每個人的時間都是有限的,有時選擇不做什麽,比選擇做什麽更重要。" 他希望能與團隊合作夥伴一起,實現這些目标。
CNS 頂刊 "7 連發 "
采訪中,申雪桐反複強調自己的 " 精神内核 ":基礎科學的原始創新。" 抓住這個點,你就知道我在做什麽了。" 他說。
申雪桐出生在内蒙古呼和浩特一個知識分子家庭,興趣使然,加上 " 學霸 " 姐姐帶路,1987 年,17 歲的他像姐姐一樣考入北大生物系。在那個留學熱的年代,本科畢業後,他和很多同學一樣赴美留學。
" 當年,中美科研各方面的差距還比較大,那時的我對在美國做科研還是有一些向往的。" 申雪桐向《中國科學報》回憶。
他很早就自覺屬于 " 閑雲野鶴 " 型學者,在紐約羅切斯特大學攻讀碩博期間,就确立了研究志向:不求名利,做基礎研究,探索生命奧秘。
目标明确,年輕的申雪桐很快迎來了科研路上的黃金時期。
上世紀八九十年代,轉錄因子調控是生命學科研究中十分炙熱、" 性感 " 的領域,而染色質研究相對比較冷門。組蛋白作爲染色質科學的基石,也是一個偏冷門的研究方向。它們究竟有什麽用?很多人都不願意碰這個 " 黏糊 " 的問題。
" 過去,科學家一直認爲這些纏繞在 DNA 上的球球就像蓋房子用的磚頭一樣,是一堆填充材料,對生命運行沒什麽意義。" 申雪桐介紹,直到上世紀八九十年代,科學家通過酵母蛋白研究才發現它們具有基因調控功能。
申雪桐的博士論文證明了一個重要的組蛋白——連接組蛋白(H1)對于細胞存活不是必需的,但在轉錄中起着複雜的調節作用,影響染色質的組裝和凝聚(Cell 1995,Cell 1996)。
今天看來,美國加州大學洛杉矶分校教授 Michael Grunstein 對酵母核心組蛋白研究和申雪桐的這項對連接組蛋白的研究,從根本上改變了學界對組蛋白的認知,将其地位從結構蛋白提升到基因調控因子的高度,被學界普遍認爲标志着 " 染色質生物學和表觀遺傳學革命 " 的開始。
回憶起這項研究,申雪桐笑言:" 如果我的導師、羅切斯特大學教授 Martin Gorovsky 仍然在世,他可能也是諾貝爾獎的候選者。"
沿着這條路,申雪桐帶着染色質重塑的問題,來到美國國立衛生研究院 Carl Wu 教授課題組做博士後。" 所謂技多不壓身,要系統地培養自己的本事,博士後方向選擇也很重要。" 申雪桐說,當時他已經有了紮實的遺傳學底子,博士後階段希望加強生化分析的手段,變成一個更加全面的學者。
申雪桐
這一時期,他開辟了染色質重塑的新方向,成功發現一類新的腺嘌呤核苷三磷酸(ATP)依賴性染色質重塑複合物 INO80(Nature 2000),并解決了染色質生物學領域的若幹關鍵問題,如染色質重塑如何與信号通路發生聯系(Science 2003),以及組蛋白變體如何進入染色質(Science 2004)。
" 組蛋白是機體蓋任何房子的基礎,染色質就是由組蛋白加上 DNA 繞在一起形成的各種複雜結構。所謂染色質重塑,就是讓細胞更準确地表達基因,對 DNA 轉錄修複起到關鍵作用,維持正常、完整的生理過程。" 申雪桐介紹。
2002 年,出師後的申雪桐在美國得克薩斯大學 MD 安德遜癌症中心建立了自己的實驗室。當時染色質生物學已經開始 " 爆發 ",大多數學者集中在研究染色質對轉錄的影響。申雪桐無意從衆,獨辟蹊徑引領了 DNA 損傷修複領域的新潮流,系統地建立了染色質水平上的 DNA 損傷修複理論框架,開創了一個目前蓬勃發展的新領域。這種以染色質爲模版的 DNA 損傷修複理論對基礎科學和疾病研究,特别是癌症研究産生了重大影響(Cell 2004, Cell 2007)。科學界開始認識到,DNA 損傷修複研究是在染色質的結構上進行的,不應僅僅局限于研究 DNA 本身。
在此過程中,研究染色質層面的 DNA 損傷修複也從最初的冷門逐漸變得炙手可熱,成爲一門新興學科。
" 關鍵是要有内心的支撐 "
現在回憶起來,申雪桐仍感到驕傲的是,染色質相關研究也讓他完成了從學生到育人的轉變。因爲開創了染色質層面的 DNA 損傷修複,彼時他的博士後 Ashby Morrison 把哈佛、麻省理工、斯坦福等美國頂尖高校的助理教授工作 offer,拿了個 " 大滿貫 ",現在這名學生已經是斯坦福大學終身教授。
而申雪桐本人,工作近 20 年,手握多篇 CNS 正刊大作,卻再次走上艱難探索新生物學的 " 羊腸小道 "。
把染色質生物學的 " 冷闆凳坐熱 " 以後,申雪桐并沒有像很多同行一樣走添磚加瓦和成果轉化的路。他選擇了忠于初衷,另起爐竈,把目光抛向另一個冷門基礎科學領域——肌動蛋白研究。
這條路走得并不平坦,申雪桐坦言:" 要真正堅持自己的本真或理想,在世界哪裏都會遇到各種阻力。"
美國雖然有比較成熟的科研體系,但其資助和評價體系也存在相關問題,如一些科研資助偏保守,不願支持特别新穎的基礎性研究;評價體系也會催生出一些爲了多拿經費不得不做的研究。
申雪桐認爲,自己 " 屬于比較小衆的一類人 ",對身外之物比較淡然。他 " 内心的支撐力 " 是基礎研究,每次揭開一個生命的奧秘内心會由衷感到興奮,且基礎研究還在于可爲人們提供認識生命的新視角與治療疾病的路徑。正如染色質生物學,實踐已經證明它可以應用于染色質結構變化引發的表觀遺傳現象及相應疾病治療中。
在他看來,肌動蛋白也是這樣一個令人激動的領域。和組蛋白一樣,肌動蛋白是真核細胞中最基本的蛋白質家族,也是生命最底層的蛋白質。從酵母菌到人,肌動蛋白維持了高度的進化保守性。對其開展深入研究,重要意義不言而喻。
從 1998 年起,申雪桐就已經開始研究神秘的核肌動蛋白,直到 2013 年才發表了首篇相關論文(Nature Structural & Molecular Biology)。由于這個方向十分小衆(全世界數十年隻有四五個人在堅持相關研究),有時缺乏經費支持,他爲了做下去,也不得不做一些其他的研究來維持生計。
這也讓他在肌動蛋白領域做出兩大突破性進展:系統創建了核肌動蛋白生物學,以及肌動蛋白密碼生物學。
一直以來,科學家認爲肌動蛋白和細胞、肌肉乃至整個人體的運動都有關系,對細胞核内的肌動蛋白的世界并不了解。" 我的研究相當于讓大家認識到細胞核有一個全新的肌動蛋白的世界,并爲了解細胞核内的這個新世界打開了一扇窗。" 申雪桐解釋說," 而肌動蛋白密碼,就像是細胞核裏成千上萬看上去相同的肌動蛋白,如果對它進行修飾,好像給它們戴了首飾,穿了花衣服一樣,又是一個花花綠綠的新世界等待我們去發現。"
這兩個新領域被認爲對生物學基礎理論和人類疾病研究都會産生重大而深遠的影響。
談起過去二三十年自己是不是該得到一些榮譽,申雪桐道:" 很多事情未必都能讓人那麽如願,但這些和原創科學相比都不重要,回國能做想做的科學才是一個更好的新起點。"
" 現在,中國從科研水平、規模到支撐,很多方面完全可以媲美歐美,很多博士後、教授等各個層面的工資都比美國高。" 他說。
讓他覺得特别興奮的是,深圳灣實驗室還有一個優勢——有一群各種各樣學術背景的跨學科人才可以開創新的領域。" 你不是一個人單打獨鬥,而是有很多志同道合的人,這個基礎比較重要,這麽全面的人才集中起來一定能做大事。" 他說,這也是自己毫不猶豫回國加入其中的一個原因。
現在,申雪桐還是深圳灣實驗室腫瘤研究所的副所長,他告訴記者,在當地的大力支持下,這裏正在醞釀着從基礎研究到臨床轉化的大科學項目。" 未來毫無疑問,大灣區會成爲科研、特别是生命科學研究新的世界級中心。
科研要有 " 格局 "
在被問及如何選擇研究問題時,申雪桐的回答是,做科學要有格局,要做 " 更重大、更基礎的問題 "。
如何在方法論上找到這樣的問題呢?在他看來,這往往需要去尋找 " 一些所謂的‘學術上的烏雲’ "。" 很多人都在一些比較熱或者比較成熟的領域做一些添磚加瓦的工作,但聰明的人會看到自己領域内的‘烏雲’,也就是很多領域不自洽的地方,或是一些可能的突破口。然後争取把這些烏雲背後的問題挖掘出來。" 申雪桐說。
在他看來,每個領域都有誕生、成長、成熟、衰亡,在做研究之前,最好能夠跳出來看看你的這個領域處于發展的什麽階段。" 生物學也是一門觀測和經驗性的科學,在技術層面,還是要靠多積累。" 他說。
從染色質到肌動蛋白,申雪桐選定的目标往往是比較大的生物學問題。這些問題即便做 10 年、20 年也不會 " 過時 ",而且這類大問題往往競争不那麽激烈,因其需要花費很長時間,這也可以讓他安安靜靜地靠着不多的經費做下去。
" 有時候選擇不做什麽,比選擇做什麽更重要。因爲你一旦選擇了去做重複性的添磚加瓦的東西,就占了你的大量精力,很難再去做一些原創的東西了。" 他說。
在科研的 " 第二個春天 ",申雪桐内心的想法是 " 肯定不能守成,要爲中國在世界上開創一些較大的生命科學新領域 "。他希望把核肌動蛋白參與各種過程的分子機制搞清楚。" 比如核肌動蛋白怎樣幫助基因轉錄,怎樣去幫助修複 DNA 損傷等,肌動蛋白密碼更是要系統地破譯,這些都是全新的生物學 ",他說。
此外,作爲腫瘤研究所的負責人之一,他也在參與染色質重塑制藥研究。" 我們從基礎層面驚喜地發現,很多新的染色質分子、機制、過程會參與腫瘤癌變,而且 20%~30% 的腫瘤都會發現這種改變,這使它成爲一個新的癌症因素,所以我們希望尋找能夠抑制染色質重塑過程的藥物。這在國際上也是領先性的。" 他說。
回國一年多,申雪桐在深圳灣的個人實驗室還是個 " 光杆司令 ",僅和國内外合作共同研究發文。他是個踏踏實實的 " 淡定 " 性子,曾經在安德遜癌症中心時他的實驗室也是在運行 2 年以後才開始招博士生。
" 培養人非常重要,也不是特别着急去招一堆博士後或者團隊成員,最好是有一些真心喜歡做基礎科學的人。我相信肯定有喜歡原創科學、想在科學史上寫一筆的人。" 談起未來所希望招聘的團隊成員,他如是說。
他的生活仍在圍繞學術轉,年過半百依然獨身,家與研究所僅一條馬路之隔,每天溜達着 8 分鍾就能到辦公室。" 如果想要做到頂級的(基礎科學發現)肯定是非常苦的,但我覺得所收獲的樂趣已經足夠支撐了。" 他說。
除了科研,申雪桐的休閑時間喜歡唱歌、攝影。他的音色清亮寬廣,在全民 K 歌平台已上傳 100 多首歌,獲得衆多粉絲。
" 科學和藝術都是相通的,都需要格局,品味和技術。" 對申雪桐而言,回國除了科研的第二春,也是精神的回歸。" 中國人一定要抓住曆史機遇,敢爲人先。希望年輕人和我們這些‘老青年’一起,爲中華民族偉大複興做出特殊的貢獻。" 他說。