文｜《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者刁雯蕙
“如果之后您有這方面的重要進(jìn)展，歡迎優(yōu)先考慮我們?！苯衲?月份和4月份，南方科技大學(xué)副教授賈寧在新西蘭舉辦的CRISPR 2025和在法國(guó)舉辦的SISB 2025國(guó)際會(huì)議上，匯報(bào)完自己的最新研究成果之后，多家國(guó)際學(xué)術(shù)期刊編輯紛紛向她拋出了橄欖枝。
3個(gè)月后，她匯報(bào)的研究成果以兩篇論文的形式接連兩周登上《科學(xué)》雜志?！斑@兩項(xiàng)工作像是同一枚硬幣的兩面?！辟Z寧在接受《中國(guó)科學(xué)報(bào)》的采訪時(shí)說(shuō)道，“一個(gè)揭示細(xì)菌如何用前所未見(jiàn)的方式抵御噬菌體侵染，另一個(gè)則展示噬菌體如何用巧妙的策略反制細(xì)菌的免疫系統(tǒng)?！?span style="display:none">wc8即熱新聞——關(guān)注每天科技社會(huì)生活新變化gihot.com
連續(xù)發(fā)表兩項(xiàng)重要成果，科研工作是怎么規(guī)劃的？“我們的目標(biāo)是希望解決領(lǐng)域內(nèi)的一些重要科學(xué)問(wèn)題，研究工作做得扎實(shí)，發(fā)表頂刊是水到渠成的事情?！痹谫Z寧看來(lái)，在選對(duì)研究方向的同時(shí)，要注重團(tuán)隊(duì)溝通與節(jié)奏管理，遇到瓶頸要及時(shí)調(diào)整策略，避免內(nèi)耗及重復(fù)勞動(dòng)，“不要在死胡同里鉆牛角尖”。
賈寧
揭示細(xì)菌與噬菌體的“攻防戰(zhàn)”
今年4月24日，賈寧團(tuán)隊(duì)與美國(guó)華盛頓大學(xué)Alexander J Meeske團(tuán)隊(duì)合作在《科學(xué)》發(fā)表研究，發(fā)現(xiàn)小RNA抗CRISPR因子如何打破細(xì)菌抵抗外敵的CRISPR-Cas防御系統(tǒng)。短短一周后，賈寧團(tuán)隊(duì)的獨(dú)立研究成果于5月1日再次登上《科學(xué)》雜志，首次揭示細(xì)菌防御相關(guān)逆轉(zhuǎn)錄酶DRT9如何利用其獨(dú)特的功能機(jī)制，實(shí)現(xiàn)對(duì)噬菌體的免疫防御。
細(xì)菌與噬菌體（感染細(xì)菌的病毒）之間的博弈，是地球上最古老、最激烈的生存戰(zhàn)爭(zhēng)，細(xì)菌也由此進(jìn)化出了免疫系統(tǒng)。除了人們熟知的RM和CRISPR-Cas系統(tǒng)，科學(xué)家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了上百種細(xì)菌免疫機(jī)制。
在獨(dú)立研究中，賈寧團(tuán)隊(duì)首次發(fā)現(xiàn)了一種通過(guò)合成長(zhǎng)的poly(A)的核酸來(lái)由DRT系統(tǒng)介導(dǎo)細(xì)菌免疫反應(yīng)的新型抗噬菌體機(jī)制。這個(gè)系統(tǒng)由一個(gè)細(xì)菌逆轉(zhuǎn)錄酶DRT9和一段非編碼RNA共同組成。在噬菌體入侵被識(shí)別后，它能夠逆轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生大量富含poly(A)的序列，形成長(zhǎng)度可達(dá)數(shù)千個(gè)核苷酸的單鏈cDNA分子，從而阻斷噬菌體的復(fù)制?！癉RT9抗噬菌體免疫機(jī)制的發(fā)現(xiàn)，不僅擴(kuò)展了我們對(duì)細(xì)菌抗病毒機(jī)制中的認(rèn)知，以及對(duì)逆轉(zhuǎn)錄酶的認(rèn)知，也可能為未來(lái)生物技術(shù)工具開(kāi)發(fā)提供新的分子來(lái)源?！辟Z寧介紹。
而在前一項(xiàng)研究中，賈寧團(tuán)隊(duì)與合作者則聚焦于噬菌體如何利用移動(dòng)遺傳元件反制CRISPR免疫系統(tǒng)。他們發(fā)現(xiàn)，一種來(lái)源于內(nèi)源整合質(zhì)粒的小RNA分子，通過(guò)模擬crRNA結(jié)構(gòu)來(lái)抑制CRISPR免疫系統(tǒng)的活性。這一發(fā)現(xiàn)不僅擴(kuò)展了對(duì)CRISPR系統(tǒng)調(diào)控機(jī)制的理解，也為今后開(kāi)發(fā)基于RNA的CRISPR調(diào)控工具提供了新思路。
“這兩項(xiàng)工作就像展示了細(xì)菌與噬菌體的一場(chǎng)‘攻防博弈戰(zhàn)’，從不同角度揭示了細(xì)菌如何抵御噬菌體、質(zhì)粒等可移動(dòng)遺傳元件入侵，以及這些可移動(dòng)遺傳元件又是如何‘反制’細(xì)菌免疫系統(tǒng)的，分別代表了細(xì)菌免疫與噬菌體等可移動(dòng)遺傳元件反免疫機(jī)制研究的最新進(jìn)展?！辟Z寧表示。
賈寧在CRISPR 2025國(guó)際會(huì)議上作報(bào)告
“不在死胡同里鉆牛角尖”
2022年啟動(dòng)這兩項(xiàng)研究時(shí)，賈寧剛加入南方科技大學(xué)醫(yī)學(xué)院不久，建立了自己的獨(dú)立實(shí)驗(yàn)室。她的實(shí)驗(yàn)室共有博士生、博后等10人，來(lái)自生物化學(xué)、微生物、結(jié)構(gòu)生物學(xué)等不同領(lǐng)域，團(tuán)隊(duì)雖小但注重高效。
歷時(shí)3年多的研究過(guò)程中，賈寧團(tuán)隊(duì)常常會(huì)遇到實(shí)驗(yàn)不出結(jié)果、數(shù)據(jù)不一致、現(xiàn)有的理論無(wú)法解釋觀察到的現(xiàn)象等情況。他們的策略是不斷分析問(wèn)題、拆解問(wèn)題，在細(xì)節(jié)中找靈感，從文獻(xiàn)中找線索，反復(fù)檢查實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，必要時(shí)換一個(gè)思路和方法重新嘗試。
讓賈寧印象最為深刻的是，研究團(tuán)隊(duì)第一次看到測(cè)序結(jié)果全是大量逆轉(zhuǎn)錄酶合成的poly(A)分子序列的時(shí)刻?！澳且豢碳燃?dòng)又敬畏，因?yàn)槲覀円庾R(shí)到可能真的發(fā)現(xiàn)了一種全新的免疫機(jī)制，也更加堅(jiān)定了繼續(xù)探索的信心?！?span style="display:none">wc8即熱新聞——關(guān)注每天科技社會(huì)生活新變化gihot.com
科研工作中，遇到困難是常態(tài)，而賈寧團(tuán)隊(duì)的方法是避免內(nèi)耗，不在死胡同里鉆牛角尖。談到科研規(guī)劃的經(jīng)驗(yàn)時(shí)，賈寧認(rèn)為，應(yīng)該先確認(rèn)研究方向的科學(xué)意義、可行性和潛在突破點(diǎn)，再梳理機(jī)制框架，然后逐步完善和豐富實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)，避免一開(kāi)始就陷入細(xì)節(jié)研究。此外，課題組還會(huì)定期交流實(shí)驗(yàn)進(jìn)展，遇到瓶頸及時(shí)調(diào)整，盡量避免內(nèi)耗和重復(fù)勞動(dòng)。這種工作方法讓團(tuán)隊(duì)在過(guò)去3年，高效推進(jìn)了兩項(xiàng)重要課題的研究。
“工作的時(shí)候?qū)Ｗ⑼度?，休息的時(shí)候盡情放松。我常常和課題組成員說(shuō)，科研是場(chǎng)馬拉松，在高效工作的同時(shí)，也要學(xué)會(huì)快樂(lè)生活?！弊鳛閮蓚€(gè)女兒的母親，賈寧把家庭視為最重要的“充電站”。“每天回家看到她們，陪她們玩一會(huì)兒，跟家人聊聊天，整個(gè)人就放松下來(lái)了。”賈寧笑著說(shuō)。
在她看來(lái)，一個(gè)人最好以80%左右的努力去應(yīng)對(duì)日常工作，留出余力用于鍛煉和體驗(yàn)生活，長(zhǎng)期處于100%的努力狀態(tài)并非明智之舉，反而可能削弱創(chuàng)造力和幸福感，適時(shí)放慢腳步，正是為了更長(zhǎng)遠(yuǎn)、更穩(wěn)健地前行。
賈寧團(tuán)隊(duì)
“科學(xué)是我們的良藥”
“Science is our medicine（科學(xué)是我們的良藥）?！痹诓稍L過(guò)程中，賈寧分享了一句她極為認(rèn)同的話。從小，她就對(duì)“生命是如何運(yùn)行的”“人為什么會(huì)生病”“藥物為何有效”等問(wèn)題充滿好奇。對(duì)賈寧而言，科研不僅是職業(yè)選擇，更是探索生命奧秘的途徑。
2017年，從中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)博士畢業(yè)后，賈寧前往美國(guó)紀(jì)念斯隆-凱特琳癌癥中心從事博士后研究，開(kāi)展CRISPR免疫系統(tǒng)相關(guān)的研究。2021年，賈寧回國(guó)加入南科大，這一次她有了新的身份——大學(xué)老師。
作為一名新手教師，既要兼顧科研工作，又要承擔(dān)教學(xué)任務(wù)，對(duì)賈寧來(lái)說(shuō)無(wú)疑是一個(gè)新的挑戰(zhàn)。“那時(shí)，我常常擔(dān)心在講臺(tái)上講不好課。幸運(yùn)的是，這種焦慮的狀態(tài)并沒(méi)有持續(xù)很久。醫(yī)學(xué)院饒海教授給予了我很大的指導(dǎo)和幫助，他是一位非常關(guān)心并支持青年教師成長(zhǎng)的好老師?！?span style="display:none">wc8即熱新聞——關(guān)注每天科技社會(huì)生活新變化gihot.com
賈寧回憶道，為了學(xué)習(xí)如何講課，她借來(lái)其他老師的課件仔細(xì)學(xué)習(xí)，閱讀大量的教科書，追蹤《科學(xué)》《自然》雜志發(fā)表的最新研究，甚至旁聽(tīng)饒海的《科學(xué)交流與寫作》課程，逐漸形成了自己的講課風(fēng)格。“在旁聽(tīng)饒海老師課程的過(guò)程中，我對(duì)科研方法和科研思維有了更深入的理解與反思，這對(duì)剛成為一名獨(dú)立PI的我來(lái)說(shuō)，幫助非常大?！?span style="display:none">wc8即熱新聞——關(guān)注每天科技社會(huì)生活新變化gihot.com
“我不喜歡糊弄，做事情一定在自己能力范圍內(nèi)認(rèn)真做好。”賈寧坦言，給學(xué)生上課能夯實(shí)做科研方面的基礎(chǔ)知識(shí)，而研讀前沿文獻(xiàn)又能為教學(xué)提供新思路。這是一個(gè)教學(xué)相長(zhǎng)的過(guò)程。第一次開(kāi)設(shè)《現(xiàn)代分子生物學(xué)》課程，她被學(xué)生評(píng)為了“前15%最喜愛(ài)的教師”。
在賈寧看來(lái)，基礎(chǔ)研究短期內(nèi)看似“無(wú)用”，卻可能是解決人類重大問(wèn)題的根本途徑。目前，她的團(tuán)隊(duì)正在探索這兩項(xiàng)研究的實(shí)際應(yīng)用：一方面通過(guò)調(diào)控細(xì)菌免疫機(jī)制優(yōu)化噬菌體療法，解決日益嚴(yán)重的耐藥菌問(wèn)題；另一方面挖掘這些獨(dú)特分子在合成生物學(xué)和基因編輯中的潛力。
相關(guān)論文信息：
http://doi.org/10.1126/science.adr3656
http://doi.org/10.1126/science.ads4639
文中圖片均為受訪者提供
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