从生命科学研究 看高水平研究型大学优势发挥

时间:2023-03-22 15:02:24 推荐 675

主持人:

科技日报记者王学武

实习记者  王 烁

对话嘉宾:

王雄伟结构生物学家、清华大学副校长

颉 伟表观遗传学及发育生物学家、清华大学生命科学学院副院长

陈国强微生物合成生物学家、清华大学合成与系统生物学中心主任

近10年来,中国生命科学加速进展,涌现出一批改写世界生命科学版图的重要成果。在这一重要基础研究领域,高水平研究型大学作为国家战略科技力量的重要组成部分,将怎么发挥优势,履行使命担当?

近日,科技日报记者和《清华大学学报(自然科学版)》开展联合访谈,邀请结构生物学家、清华大学副校长王雄伟教授,表观遗传学及发育生物学家、清华大学生命科学学院副院长颉伟教授,微生物合成生物学家、清华大学合成与系统生物学中心主任陈国强教授,畅谈在生命科学领域的研究实践。

我国生命科学应用水平并不落后

主持人:在近几年的诺贝尔奖、世界十大科学突破等重要科研成果评选中,生命科学得到持续关注,这对世界科技进展意味着什么?

王雄伟:往常说“21世纪是生命科学的世纪”,过去十几年,生命科学的进展特别迅速,取得了不少重大发现,这些发现能够帮助我们理解生命起源和基本规律。一方面,关于我们了解自然界、了解人类自身有很重要的启发;另一方面,对指导我们开展相关生物技术、医药研发等会有特别重要的帮助。

主持人:我国生命科学在世界上处于什么位置?

陈国强:客观世界分成两部分,一部分是有生命的,一部分是没有生命的。假如没有生命,客观世界存在毫无意义。国家对生命科学的支持力度特别大,在应用方面我们国家并不落后;从学术论文发表等指标看,中国生命科学基础研究水平位于世界前列。

主持人:工欲善其事必先利其器,能否举例讲明我国在生命科学领域的大科学装置建设和使用上取得了什么成果?

王雄伟:2011年,在冷冻电镜技术还没有像今天如此火热的事情下,国家作出建设蛋白质设施的决策,其中清华大学负责建设以冷冻电镜为主的结构生物学设施。我们用两三年时刻就建成了当时世界上最大的冷冻电镜平台,此时其在世界上仍然处于率先水平。现在冷冻电镜技术差不多成为结构生物学的一个要紧研究手段,通过十几年进展,清华大学乃至我国冷冻电镜的整体实力强劲,在国际上有特别大的话语权。国内外不少科研团队都使用过冷冻电镜平台,比如施一公教授团队、颜宁教授团队、隋森芳院士团队等,他们使用该平台作出的重要成果,曾多次获得过年度中国科学或生命科学十大发展。

多项重要科学发现来自团队合作

主持人:高水平研究型大学在探究生命科学研究前沿和未知领域方面具有什么优势?

王雄伟:今天的生命科学差不多进入到多学科交叉、多团队合作时期,不少重要科学发现来自团队合作。高水平研究型大学尤其是综合性大学,在整合多个学科形成密切合作、多角度探究科学咨询题等方面独具优势,且其可以为交叉科学研究提供综合科研平台。

比如冷冻电镜平台,作为大科学装置,它的建设目标之一算是实现全社会共享,乃至面向国际科学界开放。清华大学组建了特意的团队,包括工程师、技术员、研究人员在内的几十位科研人员,确保冷冻电镜平台的高水平运转。假如没有平台支撑,就没有过去几年中生命科学的一些重要发现。

主持人:团队协作与学科交叉是什么样的关系?

王雄伟:以冷冻电镜样品制备技术研究为例,它是一个交叉学科,我们与北京大学团队合作,利用石墨烯更有效地制备冷冻电镜样品。这也体现出今天的科学研究要更广泛地开展交叉合作,与其他学科、其他单位的科学家共同攻关,更有效地促进科学发现。

陈国强:比如我从事的合成生物学是一个交叉学科。改造一个微生物对我而言很容易,但放大成一个很大的系统进行细胞培养对我来讲难度很大,而关于化工系科研人员来讲就很容易。再比如关于DNA生物信息学来讲,自动化系科研人员更擅长于信息的分析和整理,依靠高速计算的设施以及算法,能更好解决挖掘微生物DNA功能以及调控的咨询题,这是清华大学多学科背景融合带来的益处。

主持人:学科融合是科学进展的大趋势,怎么治理好交叉学科?

颉 伟:在学院层面,我们在招聘学术带头人时会重点关注交叉学科人才,组建特意的委员会来评审,经过吸引领域顶尖人才推动学科融合进展。在招生过程中对交叉学科方向也成立了特意的学科方向委员会,同时与校内部分院系设立联合导师,帮助培养跨学科人才。清华大学生命科学学院成立了多个校级平台,建立交叉学科研究中心,促进学科交流和合作,实现资源共享。并且,我们也积极利用清华大学强大的工科资源来实现生命科学领域新仪器新技术的研发和应用,目前差不多取得了多项重要成果。

王雄伟:学科不停地进展,治理范式也要随着学科变化而改变。从学校层面来讲,一是要从科研经费上赋予支持,培育新学科相关项目;二是从评价体制方面,鼓舞交叉学科要有新的评价体系,针对交叉学科设计相关评定手段。比如合成生物学相关项目,既有化工系团队也有生命科学学院团队参加,就需要在学校层面上有一些设计,确保从交叉项目里培养出来的学生得到认可。

好的科学研究是产学研结合的基础

主持人:产学研结合是培养学生的重要方式,清华大学的合成生物学,是怎么从基础研究走向产业化的?

陈国强:研究成果从实验室到工业应用,是一个漫长复杂的过程。最近15年时刻我们从基础研究做起,用不易染菌的嗜盐菌为底盘,进展了“下一代工业生物技术”,从而解决了生物工业技术放大的咨询题。这是不断从基础走向应用,又从应用返回基础的过程。将来产学研结合要与工业界多接触,工业界的题目跟实验室不同,实验室更多从机制方面去研究现象,工业上是遇到咨询题再回到基础研究中寻找答案。

主持人:产学研结合涉及机制、团队、方向等多个方面,生命科学学院是以什么样的机制推进的?

颉 伟:好的科学研究事实上是好的产学研结合的基础。我们首先要积极为科学家们制造顶尖的科研环境。经过建设国际率先的技术平台和资源,为科学研究达到世界一流水平提供环境支撑。并且要建立良好的成果转化机制,学院与企业、校友会保持良好的联系与合作,积极联系专业创业团队,促进技术成果的实际应用。还有很重要的一点是,我们积极布局国家战略进展需要,聚焦大健康,比如在抗疫过程中我们生医药三院联合,涌现出了不少产学研结合的典范。

主持人:怎么引导基础研究向应用基础研究乃至产业应用转化?

王雄伟:关于初期自由探究要赋予时刻、经费等科研条件的稳定支持。比如清华大学生命科学和基础医学领域,会给年轻教师5到6年相对稳定的支持。这个地方面有容错机制,我们不要求年轻科学家很快就取得明确的成果,而是希望他们在探究过程中逐渐明确自己最感兴趣、最有可能突破的方向,到第5年、第6年的时候,就有可能取得重要成果。这时候年轻科学家会形成不少新想法,与其他团队、科学家共同推进,形成响应国家和社会需求的新的科研方向。

在自己擅长的领域内积极发声

主持人:科学家怎么样才能更好融入新型举国体制,响应国家和社会需求?

颉 伟:科学家作为国家进展进步的重要力量,应该关注国家进展战略,深入了解国家政策,在自己擅长的领域内积极发声,献策国家创新研究打算方向;并且加强与政府、企业的合作,助力国家解决重大国计民生相关咨询题。清华作为高水平研究型大学,也需要发挥强大的基础研究能力和引领效应,积极开展国内外合作和交流,来解决中国乃至世界的重大国计民生咨询题。

主持人:怎么样协调坚持目标导向和自由探究“两条腿走路”的关系?

王雄伟:好奇心是所有科研人员最原始的动力。最初科研人员不一定有非常明确的目标,通过一段时刻学习、工作,证明了自己的科研能力,掌握了一定科研技能后,会更有自信去开展故意义的科学研究,这时候就应该考虑“我研究的咨询题应该来自哪里”。当国家、社会提出咨询题,自己又有能力解决咨询题时,就会情愿去做。不少科学家,恰恰是成长到一定年龄、科研能力达到一定水平、社会阅历到达一定程度的时候,回应社会需求的意识会更强。一旦自己的实验发展到一定程度,我们就会去想,我的科研能力和科研方向怎么去解决一些重大咨询题。科学家做科研不是为了物质利益或者名誉,假如不过为了那个的话,“冷板凳”是坐不住的。

(科技日报记者倪麟、刘若涵对本文亦有贡献)

嘉宾介绍

王雄伟,清华大学生命科学学院教授、博士生导师,清华大学副校长,清华大学生命学科校级平台主任,清华-北大生命科学联合中心主任,北京生物结构前沿研究中心执行主任,中国生物物理学会副理事长,中国电子显微镜学会副理事长,中国生物物理学会冷冻电子显微学分会长。要紧从事冷冻电镜办法学的开辟与应用,应用冷冻电子显微学研究生物大分子复合体的结构与分子机理。在Cell,Nature,Science,NatureMethods,JACS等期刊发表SCI论文120余篇。

颉伟,清华大学生命科学学院副院长,美国霍华德休斯医学研究所(HHMI)国际学者。研究兴趣包括表观遗传学,基因组学和发育生物学。并且利用分子生物学、发育生物学和计算生物学的办法,采用干湿实验结合的方式,研究干细胞分化和个体发育以及人类疾病中的表观遗传调控机制。共发表高水平论文80多篇,引用数超过17000次。

陈国强,清华大学生命科学学院教授、博士生导师,清华大学合成与系统生物学研究中心主任。在国际学术期刊上共发表微生物技术和生物材料相关论文350多篇,担任《生物工程学报》《BiotechnologyAdvances》《MicrobialCellFactories》等国际国内学术期刊副主编。长期从事“生物合成PHA材料及其下一代工业生物技术”的研究,所开辟技术已在数家公司用于大规模生产微生物塑料聚羟基脂肪酸酯PHA。

来源:中国科技网