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45歲轉換研究方向,用5年做出重要成果

覃重軍:勇氣源自對科學的熱愛

2020-09-14 人民日报 吴月辉
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覃重軍在觀察單染色體酵母的生長情況。楊正行攝

  人物小傳

  覃重軍,1965年生,中科院分子植物科學卓越創新中心研究員,中科院合成生物學重點實驗室主任,國家傑出青年基金獲得者。從事合成微生物、藥物生物制造等方面的研究。在國際上首次人工創建單條染色體的真核細胞釀酒酵母。與企業合作利用基因組工程構建了抗寄生蟲藥物多拉菌素等工業生産菌株,打破了國外壟斷。

  中科院分子植物科學卓越創新中心研究員覃重軍有些“特別”。

  他45岁转换研究方向,不怎么热衷发論文,也不怎么积极跑项目,更多时候是把自己关在办公室,听着古典音乐,琢磨事儿。

  他琢磨的事兒,都是別人從沒有做過,也不敢去做的。比如,可不可以打破原核生物和真核生物之間的界限,人爲創造1個單染色體的生物並具有正常的功能?

  別說,這件在大家看來異想天開的事,還真叫他給琢磨成了。

  兩年前,覃重軍帶領團隊將釀酒酵母中16條天然染色體合成爲1條,創建出了國際首例人造單染色體真核細胞。這一成果在線發表在《自然》雜志上,被業界認爲是合成生物學具有裏程碑意義的重大突破。

  “一開始沒有多少人覺得我能做出來,要走別人沒走過的路就得冒險”

  在真核生物研究領域,“半路出家”的覃重軍原本是個“外行”。

  一個“外行”僅用5年時間就搞出了個“大成果”,記者問他有啥高招?覃重軍笑說:“我這個人就是愛折騰,愛冒險,敢想也敢做!”

  的確,覃重軍夠折騰。

  他原本研究的是原核生物,在這個領域已深耕20余年,取得累累碩果。學術方面,他帶領團隊首次在粘細菌中發現質粒並建立遺傳操作系統,全世界有20多個實驗室來函索取質粒載體;産業化方面,他的團隊與國內制藥企業合作創建與改良了抗寄生蟲藥物多拉菌素等工業生産菌株,打破了國外壟斷,藥品銷售額每年超過億元。

  可就在事業上升期,覃重軍卻想要改變一下。2013年,他決定放棄原來的研究方向,轉而將目光瞄准真核細胞生物的模式材料——釀酒酵母。

  這並不是覃重軍心血來潮。他覺得,當時團隊正在研究的原核細胞生物的模式材料——大腸杆菌“最小”基因組技術框架是由國外科學家提出來的,很難再有新的突破。“我想做我們自己原創的東西。”

  一上來,覃重軍就“腦洞大開”,提出一個大膽的假設:染色體的數量因物種而異,比如,高等哺乳動物人類擁有23對染色體,植物水稻有12對染色體,而“低等”真核生物釀酒酵母居然也有16對染色體,原核生物大腸杆菌只有1條染色體,爲什麽會有這種區別,特定的染色體數量是否給特定物種提供了某種優勢?可不可以打破原核生物和真核生物之間的界限,人爲創造1個單染色體的真核生物並具有正常的功能?

  “這是個只有外行才敢有的念頭,一開始沒有多少人覺得我能做出來,要走別人沒走過的路就得冒險。”覃重軍說。

  現在說起這些,他顯得雲淡風輕,但當時沒少吃苦頭。首先,由于選題太過異想天開,很難申請到科研經費。

  “研究所这么多研究组,就数我欠的人员费最多,是有名的‘负翁’。”覃重军说,自己科研经费一度有几百万元“赤字”,最紧张的时候先是所里给“赊账”,后来中科院从先導專項里拨专款予以支持。

  还有来自論文方面的压力。整整5年里,覃重军没有发表过一篇与酵母相关的論文。

  有人議論,說這個人水平這麽差,常年發不出文章。覃重軍當時聽到這些心裏挺不是滋味,“就是憋著一股勁兒,一定要幹出點名堂來!”

  “要做出不一樣的科研,就得逼逼自己”

  “科學研究一定要大胆猜想,但之后就不能大胆了。”覃重军说,在实验中一定要坚持理性设计原则,还要有精确化、工程化的实施。

  覃重軍和同事們制定了整個實驗設計、工程化推進的總體方案,開始夜以繼日地奮戰。5年時間裏,通過15輪的染色體融合,最終成功創建了只有一條線型染色體的釀酒酵母。

  “要做出不一樣的科研,就得逼逼自己。”覃重軍說。

  這不是覃重軍第一次這樣逼自己。1987年,覃重軍進入華中農業大學攻讀碩士,因對一個實驗方法的創新性改進,很快引起導師的關注。當時導師交給了一個高難度課題,能挑戰難題令人興奮,他想都沒多想就答應了。

  結果,沒想到這一做就是兩年多。眼看就要畢業了,覃重軍還是沒有做出來。課題沒有做出來,意味著難以畢業,甚至還可能退學。

  “說實話,當時心裏壓力真是特別大。如果碩士畢不了業,對我的打擊絕對是很大的。”覃重軍說,“後來反複思考分析,覺得自己已經傾盡全力,沒做出來可能不是我的問題,或許是在當時技術條件下,題目本身難。”事實的確如覃重軍所說,直到2006年,這個難題才由上海交通大學的科學家完成。

  盡管沒能完成碩士期間的課題,但覃重軍的勤奮努力與較強的創新思維獲得了導師的認可。導師認爲他很有潛力做科研,並大力推薦他繼續留校攻讀博士。

  命运总是垂青热爱科学、顽强探索的人,原本硕士都难以毕业的覃重军成为华中农业大学首届“试行”硕博连读的学生。他也不负期望,及时转变了研究方向,打开了新的突破口,博士毕业論文发表在国际知名专业期刊《细菌学杂志》上,这也是华中农大在该本杂志上发表的第一篇学术文章。

  在博士論文的后记里,覃重军这样写道:“近1300页的实验记录中,失败何止百次!然而,没有一次失败能够真正打垮我,为什么?照亮我前进道路并不断给我勇气去正视失败的,是对科学的热爱。”

  “從‘0’到‘1’的原創之路漫長而艱辛,無論怎樣我都會堅持走下去”

  1994年對覃重軍來說,是很有意義的一個年份。

  那一年,他確立了自己的5個科學夢想:要在重大基礎研究、原創技術、産業化、解決人類疾病、新理論上有所突破。

  也是在那一年裏,覃重軍完成人生中重要的一次選擇。他寫信給基因工程的創始人之一、美國斯坦福大學的斯坦利·科恩教授,申請博士後工作。他在信中寫道:就算做不出偉大發現,也想看看做出偉大發現的人是怎麽樣的。

  科恩教授對覃重軍的評價是,“我在你身上感受到了對科學的熱愛以及想要取得突破的強烈願望。”

  除了科恩,開創了微生物生理學的法國微生物學家路易斯·巴斯德也是覃重軍的學習榜樣。

  覃重軍說,巴斯德一生當中不斷在挑戰和突破自己,差不多每5年換一個研究方向,58歲才開始他一生最重要的治療狂犬病的研究。“我希望自己也能像他一樣,不光是在基礎研究方面取得成績,還要在原創技術、産業化、治療人類疾病等多個方面有所突破,這也是我當年樹立科研夢想的初衷。”

  2020年,覃重軍55歲,當年的科研夢想有的已經實現,有的還在努力當中。

  在創建出國際首例人造單染色體真核細胞之後,覃重軍並沒有暫緩腳步,而是開始了更艱難的挑戰。這一次他希望在基因組工程技術上再往前突破。“我們現在還在用微生物爲載體,我想能不能再發展一些新的基因組技術,比如超大片段的操作技術,最終能用到植物、動物等身上,那樣來自微生物的新技術才具有更大的科學意義。”

  和過去相比,覃重軍花更多的時間“泡”在辦公室和實驗室裏,如果連續兩天沒去實驗室,他心裏就會發慌。

  “2018年之後,我給自己設定的期限是,爭取5年之內能再有所突破。現在已經過去兩年多了,雖然時間緊迫,但我覺得還是很有希望的。此後,還很希望像巴斯德一樣,在58歲開始做一生中最重要的研究工作,讓以前的工作積累和成果成爲‘序曲’。”覃重軍說。

  因爲“愛挑戰、愛冒險”,覃重軍的科研生涯起伏交織。但他始終很堅定,“從‘0’到‘1’的原創之路漫長而艱辛,無論怎樣我都會堅持走下去。”

  (原载于《人民日报》 2020-09-14 19版)

打印 責任編輯:侯茜

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