不忘初心,砥砺前行
尤琳琳,2022年毕业于中国科学院分子植物科学卓越创新中心(植物生理生态研究所),师从张余研究员。在攻读博士学位期间,主要从事细菌转录终止与转录调控的分子机制研究。曾以第一作者(含共同)在Nature、Nature communications(2019,2022)、PNAS期刊发表论文4篇。荣获国家博士研究生奖学金、荃银创新人才奖学金、中国科学院百篇优秀博士论文、中国科学院地奥一等奖学金、中国科学院大学三好学生、第五届华东地区结构生物学会议优秀墙报奖等荣誉,曾受上海市生物化学与分子生物学学会邀请在“First Talk”做报告。
摘要
时间如白驹过隙,转眼已毕业快两年,但那段拼搏的、难以忘怀的青春岁月,每一帧,每一幕,都铭刻在心中。一路走来,有实验失败时的焦虑和痛苦,有文章被拒时的挫败与郁闷,更有突破性研究成果带来的激动与喜悦。正是这些跌宕起伏的瞬间磨砺了我,构筑了我不断追求的动力与底气。科研之路虽然曲折,但只要不忘初心、坚定前行,终能收获属于自己的“柳暗花明”!
高中时,“21世纪是生物的世纪”激励我毅然选择了生物专业,去探究生命的奥秘与规律。大学时,我对这个“既是人类的朋友,又是人类敌人的微生物”充满好奇:从实验课的酿酒、面包制作、奶制品发酵到工业中生物燃料的生产再到致命的人类疾病,为什么小小的微生物具有如此大的本领?所以在考研时,报考了微生物专业。大四实习时,大家谈到利福平仍然是治疗结核病的一线药物,从而勾起我的好奇心:利福平为什么能治疗结核病?通过查阅资料才知道,它是通过抑制细菌RNA聚合酶的转录,从而抑制细菌生存。但具体是怎么抑制的,我那时并没有答案。而恰巧了解到我们所的张余老师,研究的主要方向就是探究细菌RNA聚合酶的转录调控机制,并以细菌RNA聚合酶为靶点开发新型抗生素。于是我联系了张余老师进行实习与轮转,希望能够从事转录调控的机制研究,为抗生素的研发提供结构基础,并希望有朝一日,能够开发一款新型的靶向细菌RNA聚合酶的抗生素,用于临床,造福人类。也正是这一目标,开启了我细菌转录终止与调控的分子机制研究,并让现在的我仍然为之奋斗。
探索未知,挑战难题
近些年,利用晶体衍射和单颗粒冷冻电镜技术,大家对于细菌和真核生物的转录起始和延伸机制有了深刻的认识。但转录的另一个阶段,转录终止的结构生物学研究却进展缓慢,因为转录终止是一个动态亚稳定的过程,很难捕捉稳定的复合物,转录终止各个阶段的机制均未有报道,这是本领域一个难而未解的科学问题。当张老师问我对细菌转录终止的分子机制是否感兴趣,是否愿意挑战时,我的回答是愿意,要做就做本领域最general,最重要的科学问题。就这样,我开始了细菌固有转录终止的分子机制的探究。
积极学习,克服困难
因为我们实验室早期主要是利用晶体衍射技术解析复合物的结构,在冷冻电镜技术方面并无相关积累,所以我首先面临的就是独自使用冷冻电镜,独自收数据的问题。当时的我,对于这个赔不起的“天价”仪器,还是有些胆怯的。从电镜小白到熟练操作,我总结主要靠以下两点:(1)抓住一切可以学习的机会,即线上反复观看理论视频,线下积极向平台老师和其他用户请教;(2)及时记录与总结,俗话说的好,好记性不如烂笔头,这个过程可以加深对相关知识技能的理解,也是学习的重要一环。从心态上面来说,实现从数据收集到数据处理的0到1的突破也是一个克服畏难心理的过程,当你着手去做时,其实困难本身就已经在被解决了。
突破瓶颈,品尝喜悦
克服技术问题后,还算顺利地获得了两个中间态的结构,当我一度认为我会高歌猛进,很快获得下一个重要的中间态时,进度却戛然而止,之后做了大量的生化试验,收集了很多套冷冻电镜数据,但都不是所谓的关键中间态结构,并在长达一年半的时间里面,全都是负结果,整个研究陷入瓶颈期。我也时常在想研究何时能有所突破?这个阶段到底还要持续多久?又或者我是否该就此放弃毕业算了?但内心总有一个不甘心的声音在说:再坚持一下、再坚持一下。在这一阶段,一定要合理设计实验,给出一个确切的结果,告诉自己此路不通。在不断的试错排除中,在张老师的鼓励和指导下,并通过一些文献调研的启发,理性地改进我们所用的DNA与RNA的核酸序列与长度。终于,我们的努力有了回报,捕捉到了一个关键的中间态,并结合生化实验,还原了细菌固有转录终止的全过程,回答了转录终止的关键基础科学问题,并于2023年1月发表在国际期刊Nature上,并得到审稿人“转录终止领域杰出贡献”的高度评价。
虽然这个过程充满了挑战与失败,但更多的是每一次突破后的欣喜。特别是当我们通过不同的方法验证了我们提出模型的正确性,修正补充了前人研究成果的那种自豪与坚定。正所谓,黎明前的夜总是最黑的。每一次坚持,都可能是通向新发现的关键一步。所以,无论困难多大,都不要轻易放弃,继续勇敢地向前走,找到属于自己的那份光。
追逐梦想,步履不停
博士毕业后,我来到以抗生素之父Waksman命名的研究所从事博后研究,继续探究细菌的转录调控机制和开发新型的靶向RNA聚合酶的小分子抑制剂,为超级耐药菌的治疗贡献一份自己的力量。未来的路肯定还会充满荆棘,但经历过百般磨砺的我早已经不再害怕,此后的每一步也必将走得更加有力而坚定,我想这也是科研成果之外,我更大的收获!
最后,愿每一位科研人,都能披荆斩棘,乘风破浪。
尤琳琳与其导师张余
尤琳琳