80 后浙大科学家和他的鸭嘴兽咖啡咖BG真人啡资讯和好奇心
电影《神奇动物在哪里》中最令人印象深刻的,莫过于魔法手提箱里的那个神奇动物园。
浙江大学生科院四楼的一间实验室里,也藏着这么一个「神奇动物园」:鸭嘴兽,鸸鹋,北京鸭,海马,蝾螈,红耳龟.....
不过,也有些并非为了研究,只是「养着玩」的动物——两只卧在沙子上睡觉的小乌贼,慢吞吞爬行的海兔,还曾有过著名萌宠天花板「六角恐龙」……
「Welcome to Zhou Fram」的标语在最上面;而标语旁那个试图 cos 犬夜叉的人,就是这里的掌门——周琦。
「有时候还挺开心,我们这儿一看就知道是生物实验室,」周琦笑着说,「不过,偶尔也会非常烦恼。我们是研究性别决定的,性别决定发生在胚胎时期,万一蛋孵出来就没法继续研究了;有几次不小心把鸸鹋孵出来了,只好送到野生动物园去。并且还有一次孵到了坏蛋,炸了以后,整个实验室都特别臭。」
「若非为了性的美好,大自然中太多的玄奇奥妙都将云散烟消:鸟儿不愿啾唧欢唱,枝桠不能绽放花苞,小鹿不再生出犄角,人类也无从寻找心动的感觉。」
知名进化学家、科普作家 Olivia Judson 的这段话,一定程度上也是周琦科研历程的注脚——解码那些藏在动物性染色体中的演化秘密,是周琦自读博起就开始着力攻克的问题。
正是性别的出现,才为地球带来了生物多样性的极大丰富,而不同物种间性别决定的方式,又是千奇百怪。
例如,人类和大部分哺乳动物是「XY 染色体系统」,大部分鸟类则是「ZW 系统」;蜜蜂等昆虫的性别则是由基因倍型决定;而一些龟类和鳄鱼甚至压根没有性染色体——巴西彩龟的性别由温度决定,当孵化温度低于 26 度时便全部孵出雄性;又如阳光暴晒高温处的扬子鳄卵更容易孵出公鳄鱼。
还有一些硬骨鱼类,如黄鳝,就选择了顺序性逆转:出生时是雌性,排卵后又逆转为雄性。更为特别的是小丑鱼——群居生活的它们,体型最大的那只会发育为雌性,第二大的发育为雄性,其他小鱼都没有性别;而如果唯一的雌鱼不幸死亡,那么雄鱼会性逆转接替它的位置......
为什么自然界中有如此多的性别决定机制?性别决定的过程是如何发生的?性别的分化又为何会带来这么多性状上的差异?
借助前沿的基因组测序和分析技术,周琦正在尝试回答这些人类最原始而古老的好奇心带来的问题。
例如,同时具备鸟类、哺乳类和爬行类特点的鸭嘴兽,早在 1.8 亿年前就与现生哺乳动物「分道扬镳」,周琦和他的团队发现:不同于人类只有一对「筷子状」性染色体,鸭嘴兽有着 5 对首尾相接、连成一个环状结构的性染色体,而且还与大多数哺乳动物的性染色体几乎没有任何同源关系,反而与鸟类更近;
又如,雄性单亲抚养的鸸鹋,其「ZW性染色体」处于演化的早期,而且不像其他鸟类一样, W 染色体发生退化,鸸鹋的 Z 染色体和 W 染色体的差异并不显著的。周琦和他的团队发现,鸸鹋性染色体在细胞核内折叠的方式发生了改变,这可能是基因组序列和基因表达变化的前提。
周琦课题组鸭嘴兽和针鼹基因组揭示哺乳动物生物学和进化的文章发表在 Nature 上,被报道图|图源:
这些非传统模式物种,是进化树分支上特别的存在;而通过研究这些处于性染色体演化早期的物种,便有机会推断性染色体的祖先状态,和它们在演化过程中发生了哪些关键的变化。
随着周琦一只又一只地集齐这些「神奇宝贝」,动物性染色体演化全景的面纱在他面前徐徐揭开。
3 月初,周琦课题组联合国内多家单位刚刚在 PNAS 上发布了一篇有关文昌鱼基因组的研究。
作为脊索动物祖先最著名的现生代表,文昌鱼的染色体构成很大程度上代表了「脊椎动物祖先」没有发生全基因组复制之前的状态。这项研究首次报道了这一演化发育模式生物的性别决定系统,并重构了五亿年以来脊椎动物染色体的演化过程。
不过,除了继续构建「动物性染色体演化全景」这片「森林」,周琦也时常惦记着那些「树木」的问题:比如,在鸸鹋身上发生了什么,导致它翅膀的基因退化了?果蝇的左右脑功能有什么差别?等等。
为了回答这些问题,周琦和他的团队正沿着鸟瞰全景留下的找到的线索穿行在这片深林中。
「有些研究像是板凳,人人都能拿来坐,拿来用;但有些研究却像维纳斯的雕像,尽管不能吃也不能用,但是它在那里就是一种美的享受。」
在中科院昆明动物所暑期班的讲座中听到吴仲义教授这句话时,周琦还是一个大四学生。二十年过去,这句话留下的余响仍然在他脑海中回荡——
周琦来自江苏,从南京大学本科毕业后,他的同学们大多留在了彼时更繁华的江浙沪一带;偏偏是这一场讲座,将周琦带到了昆明这座西南小城,师从刚刚回国的王文教授,一同打开了基因组演化这扇大门。
回忆起自己的博导王文,周琦说,除了前瞻性的科研视野和说干就干的执行力以外,王文教给他最重要的一课是「独立」——
在博士阶段,周琦独立承担自己的课题,甚至在他毕业后前往加州大学伯克利分校做博后时,王文也让周琦把自己的整个课题都带到伯克利去,做完最后的收尾。
王文老师始终把学生当作独立进行科学探索的个体,而不是帮助他完成项目的工具人。周琦说,「这其实是 work with 还是 work for 的区别。」
这套「work with」并肩战斗的工作模式,也被周琦沿用到了自己的课题组里。
周琦的一位硕士生回忆到,尽管在临毕业时自己已经决意转行,但还是坚持完成了自己的课题。最终发出的这篇 16 分的文章只有两个作者:独立一作是她自己,通讯作者是周琦。
在课题组的网站里,周琦写到,基础科研是智力和耐力的挑战。「智力」指能够提出一个具有独创性的科学问题,而「耐力」则是支撑你在寻找答案之路上的粮草。
「做研究,就像是一直在黑BG真人暗的甬道中前行,要能耐得住寂寞,沉下心来去对抗枯燥与挫折。就像我们做生信的,90% 的时间可能都在 debug。」
「但同时也要能跳出这种重复的工作,看到这条路前方有亮的出口,这比在黑暗中埋头行走更重要。」周琦笑着补充道,「我们国家最不缺努力的好学生,可是思考努力的方向同样也很重要。」
如果说BG真人,周琦从博导王文身上学到的是一种「科研方法论」,那么他从博后导师身上学到的,则是一种「生活的哲学」,一种不去过度在意他人眼光、坦然做自己的勇气。
周琦描述,自己的博后导师 Doris Bachtrog 是一个「个性十足,骑着摩托风风火火上下班的超酷女性。」
外界对 Doris 的评价是「特立独行」,其中或多或少包含着一些不好相处的意味。在周琦刚进入这个实验室时,Doris 就出了很严重的车祸,严重到同学们以为要换导师了——
Doris 不苟言笑的作风,也曾让刚到实验室的周琦数次怀疑这位老师是不是对自己有意见,疏远自己;但直到第一次与 Doris 讨论实验结果时,Doris 滔滔不绝地讲了个昏天黑地。
周琦便突然领悟了与 Doris 相处的正确方式: 「别太矫情,你觉得老师是针对你说重BG真人话、摆冷脸,可其实人家压根什么都没想,只是太忙了,或者就事论事而已。 」
博后期间,周琦成果斐然,刚加入 Doris 实验室的第二年,他就以独作身份发表了一篇 Science。即使后来周琦数次在各大顶刊留名,但他仍然觉得这篇文章是科研路上最「刻骨铭心」的一篇——
周琦一个人包圆了全部的干湿实验,又与导师 Doris 不分昼夜地头脑风暴修改论文;甚至第一次投稿时还被拒稿,Doris 专门去和编辑 battle,最后文章才得以发表。周琦打趣地说,「这篇文章是导师吵架吵出来的。」
在那段两人并肩作战的艰苦时光里,不太擅长关心人的Doris 看到一直熬夜改论文的周琦时,也会对他说,「Dont kill yourself.」
现在回想起来,周琦仍十分怀念博后时那段心无旁骛,一头扎进科学里的纯粹时光。
「我从不觉得做科研是苦的。我不否认压力的存在,但这是我在选择科研道路之初便作好了预期的事情。」
他对生活的热爱写在他办公室的每一处:木制桌椅书柜简洁搭配,磨煮咖啡的器具摆放得井井有条,脑神经图旁边贴着一张介绍 20 多种意大利面样式的海报。
周琦喜欢旅行,墙上贴满了展示世界各地风土人情的明信片,有些是周琦自己在旅途中买的,有的是学生给他寄回来的BG真人。
周琦认为,生活不是为了科研牺牲的代价。即便在日以继夜搞科研写论文的博后期间,周琦还是走遍了美国的国家公园。「换个地方工作效率更高,」他笑着说。
周琦刚读博时,导师王文也看不惯他这股劲头,曾批评他「太小资」;但很快,周琦就用科研上交出的漂亮成果,彻底打消了王文的担忧。
周琦的松弛感,恰恰源自于他专注于科学的纯粹追求。他从不会给「人生时钟」拧上太紧的发条,今年 42 岁的周琦刚刚成为一名父亲,这个年纪从世俗角度看来或许稍晚了一些,但对周琦来说,压根算不上什么问题。
他如江海中飘扬的一叶小舟,凭着原始的好奇心作驱动力,在科研的湍流中找到属于自己的节奏,从容而坚定地朝着海平线的尽头驶去。任尔浪头滔天,也不过是顺带一睹未曾见过的蔚蓝景色罢了。
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