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張煉輝教授——長江學者

時間:2017-01-13瀏覽:1103設置

  張煉輝:致病信號攔截者 群體感應研究開路人

張煉輝教授指導學生做實驗

       張煉輝教授從事微生物學與生物技術研究,是微生物群體感應研究領域的奠基者之一,2002年獲新加坡國立大學“杰出研究員獎”,榮獲“新加坡2005年度國家科學獎”。華南農業大學長江學者講座教授。2006年2月被教育部聘為華南農業大學植物病理學學科“長江學者講座教授”,2011年6月入選廣東省引進領軍人才。張煉輝教授被認為是微生物群體感應研究領域的奠基者之一,在群體淬滅及群體感應方面取得了一系列突破性成果。

歸國返校 愛校情深信號的釋放者


2011年11月,張煉輝正式成為華南農大的一名教授。盡管從2006年開始,他作為兼職教授、“長江學者”講座教授已經回校講學、合作科研攻關,但真正回歸闊別23年的母校懷抱,張煉輝還是感慨萬千,往事像信號一樣幅度連續地閃進腦海:1978年初到華農讀書時,那張只得了5分(滿分為100分)的英語摸底考試試卷;1982年讀碩士期間,那輛到廣州各大高校查找課題有關最新進展及實驗方法騎爛的自行車;1988年,即將赴澳大利亞阿德雷德大學讀博前給學生上的最后一堂課……


回校前,他已是國際上研究微生物群體感應和淬滅的著名研究機構——新加坡分子和細胞生物學所微生物群體感應實驗室主任和首席科學家,新加坡2005年度“國家科學獎”得主。毫無疑問,新加坡有著更為先進的實驗設備、優渥的學術待遇和更加開明的學術氛圍。但張煉輝還是選擇了歸國返校。旁人追問其原因,期待一個華麗動人的答案,不料他回答得簡單干脆:“我在澳大利亞學習工作了十年,在新加坡工作了十多年,我想我該為自己的國家做一點貢獻了!母校培養了我,我也該出一份自己的力量讓她變得更好!”


語言質樸,行動更為直接?;匦:?,他緊鑼密鼓組建團隊,針對農業領域中近年來倍受關注的新致病小種出現頻率快、抗藥性問題日益嚴重,病害損失居高不下等研究熱點開展深入的基礎研究。實驗室,他聚精會神地指導學生進行信號提取分離鑒定,深夜來臨;會議室,他與團隊熱烈討論解析微生物群體通訊網絡功能,晌午已過;電腦前,他埋首研究群體淬滅酶的文獻資料,晨昏不分……功夫不負有心人,2013年,他聯合本校其他老師組建了“廣東省微生物信號與作物病害防控重點實驗室”;2014年,他協助學校成功引進本校第一個廣東省創新創業團隊;2015年,以張煉輝為首席科學家,我校牽頭申報的“微生物群體感應通訊系統與病害防控基礎研究”項目通過科技部組織的國家重點基礎研究發展計劃項目評審,獲得3800萬元專項經費資助,真正實現了我校主持國家973計劃項目零的突破。


取得如此成績,當筆者向他祝賀并約訪時,他卻低調謙虛地囑咐:“我還沒為學校做出什么成果,成就比我大的華農老師很多,應該采訪他們!”樸實的語言和實干的行動,正釋放出張煉輝愛校情深的信號。



教書育人 華農師道信號的傳遞者



2012年初,當張煉輝攜新開設的《分子植物病理學》這門課站上講臺時,望著臺下一群如自己當年一樣對知識如饑似渴的學生,他清楚地知道應該教會學生什么。因為恩師教誨的聲音信號一直回響在耳邊:


“自己的作品就像自己的孩子一樣,必須認真嚴謹地對待!”本科階段的李秉滔教授請張煉輝幫忙抄寫論文草稿去投稿,一再囑咐他。如此一來,張煉輝見識了李教授寫文章、改文章一遍又一遍的認真勁。


“必須要全面了解研究領域的發展和前沿問題,這樣才能開闊視野,活躍思維?!敝笇垷捿x本科畢業實驗的劉有美老師為了讓學生本科畢業論文選題更準,研究更深入,專門做了一場專題講座,毫無保留地將自己所知所學傳授給學生。老師一席話點醒了張煉輝,從此他養成大量閱讀文獻了解最新進展的習慣。


“我有兩個研究方向的課題,你可以選擇你感興趣的大膽去做!”碩士導師林孔勛教授尊重學生興趣,鼓勵自由發揮。正因為此,張煉輝完全出于強烈的好奇心及對化學的興趣,選取探討殺菌劑對不同植物產生選擇性藥害的機理作為自己的碩士論文研究方向,從而為他打開了探索微生物微觀世界研究的奧妙之門。


“認真”“毫無保留地傳授知識”“尊重興趣和愛好,鼓勵學生自由發揮”,恩師們點燃傳道授業的火把,照亮了張煉輝學術科研之路;他也接過這神圣的衣缽,將華農教師教書育人的優良傳統傳遞下去。工作再忙,張煉輝堅持通過課堂、每兩周的實驗總結匯報會、郵件、微信等各種方式,及時為學生指點迷津。已畢業的博士生、他現在的助手周佳暖打趣說:“老師回復郵件非???,尤其當你問的是學術科研問題?!碑攲W生們談起張煉輝的教書育人風范,情節居然與他對恩師的回憶驚人相似:


“從我的初稿到投稿,張老師至少要修改五遍以上。他非常細致,逐字逐句修改,甚至字母漏了都能發現?!?013級博士劉詩胤談起自己以第一作者發表的論文過程,他說正因為老師認真,自己對待科研學術不敢有半點馬虎。


“感謝您一次又一次地幫我學習獨立,教我如何做一名真正的科學家,還給我提供寶貴的機會去新加坡交流學習,讓我在更高的平臺上、更寬的領域中,向更多優秀的研究人員學習討教?!?012級博士程瑩瑩剛論文答辯完畢,她在致謝中動情寫道。她能夠繼續深造,得益于老師毫無保留地傳授和培養。


“我在實驗室第一次見到張老師,他對我說:‘你這么早就進實驗室做實驗,有干勁,我喜歡這樣的學生!’當時能得到老師的肯定,非常開心,開始有了想做科研的想法?!绷瘟偈?014級博士,但其實他在2010年大三進實驗室時就得到了張老師的鼓勵。此后跟著張老師做科研的過程中,張老師對科研的執著與堅定更是打動了他?!耙淮螣o意間聊天時,我說起一個實驗中的小問題,不知道用什么方法證明。過了兩個月,張老師突然叫我去他辦公室,一進門就興奮地對我說:‘我昨天散步時突然想到有一個簡單的方法可以幫你完成實驗,你可以試試;雖然不是很正規的方法,但是不管黑貓白貓能抓到老鼠就是好貓嘛!’我很驚訝地望著他,連我自己都差點忘記的事情,老師卻一直記著!”



執著科研 微生物群體感應信號的破譯者



在國際生物學家專家的嚴格評審中,同行專家這樣評價張煉輝:一個非凡的科學家,微生物群體感應的世界級專家,開創了微生物研究的新領域。張煉輝之所以能夠贏得如此贊譽,源于他在群體淬滅及群體感應方面取得的一系列突破性成果:


1993年,張煉輝發現及鑒定了農桿菌控制致病基因轉移的AHL類信號,并首次提出該類信號是廣泛存在于微生物界的調控機制,為一年后其他科學家提出群體感應(Quorum Sensing)的概念準備了基礎。

2000年,張煉輝帶領團隊首次發現并鑒定了兩類分解AHL群體感應信號的水解酶。

2001年,張煉輝團隊首次用轉基因植物證明利用淬滅群體感應信號防治病害的可能性,并首次提出群體淬滅(Quorum Quenching)防治病害的新概念。

2008年,張煉輝團隊首次報道了黃單胞菌DSF群體感應信號的通訊網絡藍圖,為后續研究提供了依據;目前,DSF家族信號已成為另一類廣泛存在于微生物界的調控機制。

2013年,張煉輝團隊首次報道了集成型群體感應系統(Integrated quorum sensing system),為群體感應開辟了新的研究領域。


對一個科研工作者來說,這五個“首次”已經足以奠定其學術地位,然而張煉輝回憶起這些榮譽時沒有驕傲的神情,而是沉浸在對未知探索的快樂中?!拔艺业酱鸢噶?!”“我知道真相了!”這可能是他在實驗室奮戰幾個月甚至幾年、屢戰屢敗、屢敗屢戰后最開心的時刻——探尋到世界的真理。


這聽起來近乎理想主義,但正因為此,張煉輝才沒有理會那些功利主義的勸說,默默守著基礎研究這塊不吃香的“餑餑”;也正因為此,張煉輝才能熬過他科研生涯最初的苦悶期。早在1989年攻讀博士期間,張煉輝就發現農桿菌群體感應信號存在的可能性,但苦于手段落后,檢測到的信號太低,根本不能準確驗證。直到1993年,苦苦尋覓的信號才被張煉輝分離純化,他與導師及其合作者在Nature發表文章將這個發現公布于世。4年,一個學術生命力旺盛的學者可能發表了2-3篇核心期刊論文,或申請到1-2項專利。但是張煉輝就像等待戀人一樣,癡癡等待著“群體感應信號”的出現,尋找突破口的辦法就是“多讀文獻,多與老師和同行交流。我足足花了三個月時間讀了數百篇文章?!?/span>


本來可以提前畢業,他放棄了;本來可以轉變研究方向,他放棄了。這一切驗證了一句老話——有舍就有得:張煉輝的博士論文受到導師及國際專家的高度評價,其中美國科學院院士華盛頓大學Eugene Nester教授認為論文作了一系列高度原始性的研究,概念合乎邏輯,設計全面周到,實驗簡單高雅。另一評委法國農業研究所所長Jacques Tempe教授則認為基于論文的工作量、重要性,研究中所用到的橫跨不同學科領域的多種科研技術與方法,以及論文寫作技巧,是他20多年來所見到過的最好論文之一。


張煉輝終于找到并證明了生物群體感應信號的存在,就像找到了那個能分解群體感應信號的酶蛋白分子,從此他的研究活性不斷被催化激活,新的突破接踵而來:張煉輝教授發表論文90余篇,累計引用7000余次,其中以第一作者或通訊作者身份在《Nature》上發表2篇,《Nature Biotechnology》和《Nature Chemical Biology》各1篇,并獲國際技術專利8項。


常人難免功利地問:“張老師,您從事這方面研究有什么用?”“找到這些在細菌中廣泛存在并參與調控不同生物功能的信號,我們就有可能攔截破壞這些信號,從而防控病害?!北M管有著破譯者攔截者的身份,張煉輝這個回答一點不具英雄色彩。還是美國科學院院士Steven Lindow對張煉輝團隊2001年《Nature》文章的評價更能揭示張煉輝研究的意義:本文首次證明阻斷植物病原細菌胞間通信可以防病,此發現對防治植物和人類的細菌病害有極大意義。他們所證明新的防治辦法是一種綠色防控策略,對于減少農藥污染、減少抗生素使用方面將有廣闊的應用前景。


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