提起在科学界具有绝对权威和影响力的顶刊,CNS必定不能被绕过。CNS,即《细胞》(Cell)、《自然》(Nature)和《科学》(Science),是国际上三大具有超高影响因子的顶级学术期刊,在权威性和影响力上可称得上是学术期刊的巅峰。在CNS上发表文章是很多研究者孜孜以求的目标,也是评选诺贝尔奖、竞选院士、展示大学和科研机构研究实力的重要依据。能在CNS上发表论文,显示研究者的科研水平已经达到国际顶尖水平。
百度上,关于“申雪桐”这个名字的信息很少。但这位现任深圳湾实验室肿瘤研究所副所长的北京大学1987年生理及生物物理学校友,却曾以12年内在CNS顶刊“7连发”的辉煌战绩,在近30年迅猛发展的染色质生物学以及表观遗传学领域做出众多开创性贡献,确定了自身作为该领域的重要奠基人之一的学术地位。
CNS顶刊“7连发”的背后,是申雪桐做“基础科学的原始创新”,做有格局、“更重大、更基础的问题”的坚持。他的内心中,有在基础科学领域做出重大原创贡献的强大支撑。他坚信“不能守成,要做出些全新的东西”,这种牢固的信念促使他从北大毕业后三十年如一日地专注于生物学的“冷门”领域,不断开拓领域的新边界。
申雪桐
不求名利,做基础研究
申雪桐出生在内蒙古呼和浩特一个知识分子家庭,兴趣使然,加上“学霸”姐姐带路,1987年,17岁的他像姐姐一样考入北大生物系。在那个留学热的年代,本科毕业后,他和很多同学一样赴美留学。“当年,中美科研各方面的差距还比较大,那时的我对在美国做科研还是有一些向往的。”申雪桐向《中国科学报》回忆。
他很早就自觉属于“闲云野鹤”型学者,在纽约罗切斯特大学攻读硕博期间,就确立了研究志向:不求名利,做基础研究,探索生命奥秘。
目标明确,年轻的申雪桐很快迎来了科研路上的黄金时期。上世纪八九十年代,转录因子调控是生命学科研究中十分炙热、“性感”的领域,而染色质研究相对比较冷门。组蛋白作为染色质科学的基石,也是一个偏冷门的研究方向。它们究竟有什么用?很多人都不愿意碰这个“黏糊”的问题。
“过去,科学家一直认为这些缠绕在DNA上的球球就像盖房子用的砖头一样,是一堆填充材料,对生命运行没什么意义。”申雪桐介绍,直到上世纪八九十年代,科学家通过酵母蛋白研究才发现它们具有基因调控功能。
申雪桐的博士论文正是聚焦了组蛋白这一前人较少研究的领域,证明了一个重要的组蛋白——连接组蛋白(H1)对于细胞存活不是必需的,但在转录中起着复杂的调节作用,影响染色质的组装和凝聚(Cell 1995,Cell 1996)。
今天看来,申雪桐的这项对连接组蛋白的研究,连同美国加州大学洛杉矶分校教授Michael Grunstein对酵母核心组蛋白研究,从根本上改变了学界对组蛋白的认知,将其地位从结构蛋白提升到基因调控因子的高度,被学界普遍认为标志着“染色质生物学和表观遗传学革命”的开始。
申雪桐在实验室
沿着这条路,申雪桐带着染色质重塑的问题,来到美国国立卫生研究院Carl Wu教授课题组做博士后。“所谓技多不压身,要系统地培养自己的本事,博士后方向选择也很重要。”申雪桐说,当时他已经有了扎实的遗传学底子,博士后阶段希望加强生化分析的手段,变成一个更加全面的学者。
这一时期,他开辟了染色质重塑的新方向,成功发现一类新的腺嘌呤核苷三磷酸(ATP)依赖性染色质重塑复合物INO80(Nature 2000),并解决了染色质生物学领域的若干关键问题,如染色质重塑如何与信号通路发生联系(Science 2003),以及组蛋白变体如何进入染色质(Science 2004)。
申雪桐关于染色质重塑的研究于2000年被发表在《Nature》上
2002年,出师后的申雪桐在美国得克萨斯大学MD安德逊癌症中心建立了自己的实验室。当时染色质生物学已经开始“爆发”,大多数学者集中在研究染色质对转录的影响。申雪桐无意从众,独辟蹊径引领了DNA损伤修复领域的新潮流,系统地建立了染色质水平上的DNA损伤修复理论框架,开创了一个目前蓬勃发展的新领域。这种以染色质为模版的DNA损伤修复理论对基础科学和疾病研究,特别是癌症研究产生了重大影响(Cell 2004, Cell 2007)。科学界开始认识到,DNA损伤修复研究是在染色质的结构上进行的,不应仅仅局限于研究DNA本身。在此过程中,研究染色质层面的DNA损伤修复也从最初的冷门逐渐变得炙手可热,成为一门新兴学科。
关键是要有内心的支撑
把染色质生物学的“冷板凳坐热”以后,申雪桐并没有像很多同行一样走添砖加瓦和成果转化的路。他选择了忠于初衷,另起炉灶,把目光抛向另一个冷门基础科学领域——肌动蛋白研究。
这条路走得并不平坦,申雪桐坦言:“要真正坚持自己的本真或理想,在世界哪里都会遇到各种阻力。”美国虽然有比较成熟的科研体系,但其资助和评价体系也存在相关问题,如一些科研资助偏保守,不愿支持特别新颖的基础性研究;评价体系也会催生出一些为了多拿经费不得不做的研究。
申雪桐认为,自己“属于比较小众的一类人”,对身外之物比较淡然。他“内心的支撑力”是基础研究,每次揭开一个生命的奥秘内心会由衷感到兴奋,且基础研究还在于可为人们提供认识生命的新视角与治疗疾病的路径。正如染色质生物学,实践已经证明它可以应用于染色质结构变化引发的表观遗传现象及相应疾病治疗中。
在他看来,肌动蛋白也是这样一个令人激动的领域。和组蛋白一样,肌动蛋白是真核细胞中最基本的蛋白质家族,也是生命最底层的蛋白质。从酵母菌到人,肌动蛋白维持了高度的进化保守性。对其开展深入研究,重要意义不言而喻。
从1998年起,申雪桐就已经开始研究神秘的核肌动蛋白,直到2013年才发表了首篇相关论文(Nature Structural & Molecular Biology)。由于这个方向十分小众(全世界数十年只有四五个人在坚持相关研究),有时缺乏经费支持,他为了做下去,也不得不做一些其他的研究来维持生计。
申雪桐关于核机动蛋白的首篇论文于2013年被发表在《Nature Structural & Molecular Biology》期刊上
多年的付出终于结出成果,申雪桐在肌动蛋白领域做出两大突破性进展:系统创建了核肌动蛋白生物学,以及肌动蛋白密码生物学。
一直以来,科学家认为肌动蛋白和细胞、肌肉乃至整个人体的运动都有关系,对细胞核内的肌动蛋白的世界并不了解。“我的研究相当于让大家认识到细胞核有一个全新的肌动蛋白的世界,并为了解细胞核内的这个新世界打开了一扇窗。”申雪桐解释说,“而肌动蛋白密码,就像是细胞核里成千上万看上去相同的肌动蛋白,如果对它进行修饰,好像给它们戴了首饰,穿了花衣服一样,又是一个花花绿绿的新世界等待我们去发现。”这两个新领域被认为对生物学基础理论和人类疾病研究都会产生重大而深远的影响。
做科研要有“格局”
在被问及如何选择研究问题时,申雪桐的回答是,做科学要有格局,要做“更重大、更基础的问题”。
如何在方法论上找到这样的问题呢?在他看来,这往往需要去寻找“一些所谓的‘学术上的乌云’”。“很多人都在一些比较热或者比较成熟的领域做一些添砖加瓦的工作,但聪明的人会看到自己领域内的‘乌云’,也就是很多领域不自洽的地方,或是一些可能的突破口。然后争取把这些乌云背后的问题挖掘出来。”申雪桐说。
在他看来,每个领域都有诞生、成长、成熟、衰亡,在做研究之前,最好能够跳出来看看你的这个领域处于发展的什么阶段。“生物学也是一门观测和经验性的科学,在技术层面,还是要靠多积累。”申雪桐说。
从染色质到肌动蛋白,申雪桐选定的目标往往是比较大的生物学问题。这些问题即便做10年、20年也不会“过时”,而且这类大问题往往竞争不那么激烈,因其需要花费很长时间,这也可以让他安安静静地靠着不多的经费做下去。
“有时候选择不做什么,比选择做什么更重要。因为你一旦选择了去做重复性的添砖加瓦的东西,就占了你的大量精力,很难再去做一些原创的东西了。”
科研课题的选择之外,申雪桐在对自身科研生命的认识上也显示出格局。2021年底,刚过知天命之年的申雪桐选择回国,在国内开启科研生命的“第二个春天”。他将回国做科研作为一个更好的新起点,内心的想法是“肯定不能守成,要为中国在世界上开创一些较大的生命科学新领域”。
“老一辈的科学家们为了国家发展奉献了自己的一生,国家近年来的飞速崛起,也正是这些老一辈科学家们的奉献成果。对于如今的青年科学家们来说,我们是不是要引领世界,如何去引领世界,如何去定位自己还有十年、二十年、三十年长长的科研生涯。我觉得这些都是大家特别要考虑的问题。”在2022年首届青年科学家发展大会上,申雪桐在演讲中如此勉励青年科学家,鼓励他们将为祖国做出前沿性成果作为开展学术研究的目标。
申雪桐在2022年首届青年科学家发展大会上做主旨演讲
(来源:“人才光明”微信公众号)
回国后,申雪桐为自己设定的目标是把核肌动蛋白参与各种过程的分子机制搞清楚。“比如核肌动蛋白怎样帮助基因转录,怎样去帮助修复DNA损伤等,肌动蛋白密码更是要系统地破译,这些都是全新的生物学”。
此外,作为肿瘤研究所的负责人之一,他也在参与染色质重塑制药研究。“我们从基础层面惊喜地发现,很多新的染色质分子、机制、过程会参与肿瘤癌变,而且20%~30%的肿瘤都会发现这种改变,这使它成为一个新的癌症因素,所以我们希望寻找能够抑制染色质重塑过程的药物。这在国际上也是领先性的”,申雪桐说。
回国后的申雪桐在深圳湾实验室肿瘤研究所工作
(来源:深圳湾实验室官网)
现在,申雪桐的生活仍在围绕学术转,年过半百依然独身,他把住所选在了与实验室一路之隔的马路对面,每天溜达着8分钟就能到办公室。住所的楼下就是大超市,便捷的生活和交通可以确保“一切以学术和事业为中心”。“如果想要做到顶级的(基础科学发现)肯定是非常苦的,但我觉得所收获的乐趣已经足够支撑了。”他说。
除了科研,申雪桐的休闲时间喜欢唱歌、摄影。他的音色清亮宽广,在全民K歌平台已上传100多首歌,获得众多粉丝。
“科学和艺术都是相通的,都需要格局,品味和技术。”对申雪桐而言,回国除了科研的第二春,也是精神的回归。“中国人一定要抓住历史机遇,敢为人先。希望年轻人和我们这些‘老青年’一起,为中华民族伟大复兴做出特殊的贡献。”申雪桐说。
人物简介:
申雪桐,北京大学1987级生理及生物物理学校友,现任深圳湾实验室肿瘤研究所副所长。1991年从北大毕业后,申雪桐于1991-1996年在罗切斯特大学 (University of Rochester)完成分子生物学硕士和博士学位。1996-2002年在美国国家卫生院(NIH)的癌症研究所 (NCI)完成博士后工作。2002-2021年在MD安德逊癌症中心 (MD Anderson Cancer Center)主持独立实验室。
申雪桐注重基础理论创新,是近30年迅猛发展的染色质生物学和表观遗传学的重要奠基人之一。他在学术生涯的每一个阶段都做出重大学术贡献:博士论文将组蛋白的地位从结构蛋白提升到基因调控因子的高度 (Cell 1995,Cell 1996),被普遍认为标志了“染色质生物学和表观遗传学革命”的开始;博士后阶段,开创了染色质重塑领域的一个新方向,并解决了染色质生物学里长期存在的几个重大问题 (Nature 2000,Science 2003, Science 2004);从2002年起建立的独立实验室,引领了DNA损伤修复领域的新潮流,系统地建立了染色质水平上的DNA损伤修复理论框架,开创了一个目前蓬勃发展的新领域。
申雪桐已在Cell, Science, Nature 三大顶级期刊发表文章十余篇,对若干领域都有开创性影响,并因其卓越贡献获多项荣誉和奖励,包括美国国立卫生院国家癌症研究所NIH NCI访问科学家奖学金、美国国立卫生研究院NIH杰出研究员奖、美国癌症协会ACS博士后奖学金、美国癌症协会ACS研究学者奖、MD安德逊癌症中心优秀学者奖等。
来源:科学网
排版、编辑:刘紫薇、海伊帆
责编:陈韩梅
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