发布时间:2022-01-06
——记华南师范大学生命科学学院教授余小强
倪海波
昆虫,是地球上数量最多的生物群体,与人类存在既合作也竞争的复杂关系。一方面,它们能产出食物或工业原料,维持生态平衡;另一方面,它们大量毁坏粮食及农产品,传播多种人畜疾病。因此,昆虫学家的责任就在于掌握自然规律,控制和管理昆虫,使其“有害不害,有益更益”。
作为昆虫免疫学研究领域的优秀学者,华南师范大学生命科学学院教授余小强大半生的工作都同昆虫有着密不可分的联系。从一开始的懵懂到后来的热爱,他的研究方向从模式识别受体在细胞与体液免疫中的功能,延伸到免疫系统与害虫生物防治,再到信号通路网络调控昆虫免疫与发育,并在几十年如一日的坚守与探索中,先后取得了众多瞩目成就。而在奋斗了30余年后的今天,他仍有着无限的热血与激情,正兴致高昂地带领“昆虫发育与免疫”团队向着更高、更远的梦想扬帆起航,劈波斩浪。
缘起:懵懂少年勇追梦
对于梦想,余小强有一种超乎寻常的执着,这种执着促使他在几十年科研探索中,不断尝试从一个领域靠近另一个领域。余小强在小时候就已经萌生出了隐约的医学梦:“那个时候我只是农村里一个懵懂的少年,你很难说有多么宏大的理想,倒是有一个小小的志愿——治疗疾病。”虽然后来由于种种复杂原因,他最终没能考取医学院,而是进入中山大学化学系学习,但少时编织的梦想仍在心底时时闪光,成为他后来进行科研方向抉择的重要影响因素之一。
1984年,余小强本科毕业。为了向心中的医学梦靠近,他选择考取中山大学研究生院,尔后任职于中山大学生物工程研究中心。然而非常遗憾的是,当时整个生物化学系都没有与医学有关联的学科,他只能暂时将少年梦想深埋心底,踏踏实实地在生物工程研究中心工作。生物工程研究中心的工作相对前沿,吸引了若干归国人才和众多青年才俊,前辈们带回的前沿思想和描述的广阔世界令他心生向往。同时,在当时国内盛极一时的“出国热潮”推动下,余小强有不少同窗好友也纷纷去往国外求学,这让他的内心很受触动:“向前一步,也许就能收获更优秀的自己。”于是,一位懵懂的少年就此鼓起勇气,向着未知的征程出发了。
1992年,余小强前往美国堪萨斯州立大学攻读博士学位。该校成立于1863年,是一所世界知名的百年名校。不过这所百年名校给当时完全不了解国外情况的余小强上的第一堂课,也许是“人不可貌相,海水不可斗量”。
彼时余小强已在广州生活多年,前往学校报到前又曾飞往芝加哥探望同学,两座城市均是车水马龙,一派繁华。但越靠近堪萨斯州立大学所在的小城曼哈顿,周围景象就越发荒凉。余小强回忆,原本他心中满怀期待,但当飞机飞过一望无际的平原,降落在一个小小的机场时,“心里顿时就凉了半截”。尔后他搭乘汽车辗转3小时,才终于得见堪萨斯州立大学的真容,这种“从大城市‘洋插队’到乡下”的巨大落差也让他一时难以接受。
不过,很快余小强就认识到,这所大学自有其魅力所在。当年他入学时,堪萨斯州立大学要求国外留学生提前1个月到达学校,这是因为学校为他们安排了极其专业的老师教授英文课程,并安排专人讲解学校针对留学生制定的相关政策,为留学生适应国外学习生活奠定良好基础。此外,在后来的整个学习过程中,学校的学术交流制度也给余小强带来了深远影响。
“我们那时候,一周5天工作日里,几乎天天都要开会,自己实验室的、合作实验室的、系里的、院里的、跨学院的,大大小小的会议数不胜数。”余小强说,一开始像他这样的中国留学生对此都十分反感和抱怨,一方面是觉得浪费时间,另一方面是“怕”用英文在大庭广众之下作报告。然而正所谓“战胜恐惧的最好办法,就是直面恐惧”,越是到后来,余小强就越是觉得自己获益匪浅:“学校这种不断‘逼迫’学生作报告的制度,使我在后来无论是面试也好、上课也罢,都不会再怯场。”
正如堪萨斯州立大学的“不可貌相”一般,余小强所研究的昆虫也是看似其貌不扬,实则蕴藏着大千世界里的无穷奥秘。古往今来,生物学家以昆虫作为科学研究材料,揭开了很多自然之谜。随着基础学科的发展和学科间的交叉渗透,昆虫学由描述阶段、实验阶段进入分子生物学阶段,朝着宏观和微观两个大方向深入发展。余小强所选择的正是微观方向上的昆虫先天性免疫研究,而这也是他基于心底的医学梦做出的选择:“虽然之前没能完成年少时的梦想,但我还没有放弃,总想着往疾病研究方面靠拢。因此当我发现Michael Kanost教授从事的‘昆虫免疫’似乎和‘疾病’有联系时,就选择了这一方向。”
免疫是指机体免疫系统识别自身与异己物质,并通过免疫应答排除抗原性异物,以维持机体平衡。昆虫依靠先天免疫系统通过体液和细胞免疫反应发挥作用。而在困扰人类的众多疾病中,许多都是以昆虫为主要传播者,如疟疾、登革热等。“为什么这些病原能够与蚊虫和平共处?有什么方法使蚊虫避免携带这些病原?”余小强带着这样的疑问以及“通过研究昆虫免疫机制,消除人类病痛”的美好愿望开始了新的科研探索。然而在后来风雨兼程拼搏的20余年中,余小强虽相继在“模式识别受体在细胞与体液免疫中的功能”“信号通路网络调控昆虫免疫与发育”“免疫蛋白在苏云金芽孢杆菌杀虫中的功能”等方向取得了累累硕果,却依旧未能有机会开展一些与人类疾病相关的研究。即便如此,他也仍然记得当年的那个懵懂的少年心愿,并表示希望在未来几年,通过果蝇这一模式生物揭示人类疾病的机理。这样对于梦想的执着与单纯,令他纵使前路荆棘遍野,亦可面不改色挥剑前行。
征程:声名乍起未忘乡
2001年,余小强博士后出站,任美国堪萨斯州立大学研究助理教授一职,并成功申请到了第一个项目,该项目相当于国内的自然科学基金面上项目。而在此之前,余小强从未有任何独立项目可为他提供支撑,恰是“不鸣则已,一鸣惊人”。
该研究的主角是凝集素,一类普遍存在于动植物中的糖结合蛋白。由于大多数病原微生物和病变细胞的表面分子含有糖的成分,能够被凝集素识别,因此凝集素很可能在免疫反应中起重要作用。当时国内外对凝集素的研究处于空白状态,在研究过程中面临的最大困难就是资料奇缺和设备不足。好在他从博士时期就已开始积累,探索出了体外包囊与黑化、细胞吞噬、酚氧化酶激活等实验方法标准。如今,这些方法已在国际众多实验室中被广泛应用于昆虫免疫学研究。
随着研究的渐渐深入,余小强对昆虫研究的理解日益加深,科研态度渐渐转变,他不再将其当作“完成医学梦”的跳板,而是发自内心地喜爱,并在昆虫免疫学领域一路向上,迎来诸多高光时刻:2002—2017年连续获得并主持美国国家卫生研究院(NIH)的4项研究课题,总经费超过280万美元;相继阐明C-型凝集素作为模式识别受体参与调节细胞与体液免疫反应的机制;发现并阐明丝氨酸蛋白酶同系物在酚氧化酶激活中的功能;发现抗病毒的C-型凝集素和Toll受体等。
正当余小强在国际上沉淀了良好声誉,担任密苏里大学(堪萨斯校区)生科院分子生物学与生化系系主任的工作也颇有成就时,他却突然放弃十几年的资源积累,毅然地回到了祖国。他在国外的很多朋友都对此十分不理解,纷纷进行劝阻,但这并非一时的“热血上头”,而是经过了长期考察,深思熟虑后做出的决定。
自2004年起,余小强每年寒暑假期间都会返回国内参加各项会议,他认为伟大的思想往往诞生于思维的碰撞,故而埋头苦干之余,也常常抬起头来观察国内外的发展状况。每年的学术交流还为他创造了许多与国内优秀学者合作的机会。例如,与福建农林大学张灵玲教授合作研究免疫蛋白在苏云金芽孢杆菌杀虫中的功能。余小强以旁观者的视角,从与众不同的角度审视相关研究,提出了全新的观点。之后他们合作的研究成果也成功斩获福建省科技进步奖二等奖。但余小强却主动放弃了这一成果署名,只因他认为自己在这项研究中的参与度不足。
“赠人玫瑰,手有余香。”虽放弃了奖项,但在因合作而踏入的新领域里,余小强也浇灌出了属于自己的鲜花:提出免疫蛋白可以干扰苏云金芽孢杆菌(Bt)与毒素受体的相互作用,并影响Bt杀虫效果的新观点。像这样从思维火花里结出的硕果还有很多,但比起这些,最让余小强高兴的还是祖国行业发展水平的日益提升。
近十余年来,全球气候变化、产业结构调整和国际贸易全球化给昆虫学研究带来了新挑战、新机遇,我国逐步加大了对昆虫学研究的投入,并取得了可喜的成就,而未来,国家对于昆虫学的发展需求只会越来越大。对此,余小强表示:“我已经将自己最好的年华留在美国,如今小有所成,是时候为我的祖国尽一份绵薄之力。”
2014年,余小强兼任华中师范大学生命科学学院特聘教授,并入选湖北省“百人计划”。彼时国际上对细菌细胞壁组分诱导抗菌肽表达的分子机理的认识尚未明确,严重限制了该方向的发展。余小强开展了国家自然科学基金“脂多糖和脂磷壁酸诱导果蝇抗菌肽基因表达的机理”的研究,加深了学界对昆虫先天性免疫机制和抗菌肽诱导表达机理的认识。
在这项研究中,余小强所面临的最主要困难是沟通。由于是兼任特聘教授,余小强不得不来回奔波于美中两地,沟通不及时,以至于学生多走了许多弯路。为了接下来全力以赴攻关克难,余小强于2017年辞去美国密苏里大学分子生物学与生物化学系系主任一职,在妻儿的全力支持下正式返回祖国。随后加入华南师范大学,任生命科学学院教授与昆虫科学与技术研究所副所长,从零开始,全力建设“昆虫发育与免疫”团队。
展望:育人筑梦路且长
“昆虫发育与免疫”团队以果蝇、鳞翅目害虫和蚊子等为研究材料,研究模式识别受体如何调节免疫信号通路、免疫信号通路如何调控昆虫发育尤其是生殖发育。自2017年回国后,余小强已带领该团队取得了多项突出成果,相继在PNAS、J Agric Food Chem、JBC、Insect Biochem Mol Biol等期刊上发表数篇高质量论文。
团队之所以能在短时间内取得如此丰硕的科研成果,除了得益于全体成员过硬的专业能力和坚持不懈,也得益于余小强独特的“分享式”人才培养策略,即指导但不命令,以亲身经历为案例,针对当前问题分析利弊。这不仅使学生在科学研究过程中大大减少了无用功,节约了时间成本,也使学生在人生道路探索中少走了许多“弯路”。最特别的是,若学生在清楚利弊的情况下仍然坚持己见,余小强也绝不强行否定,反而放手让学生进行“试错”。对于这一点,他是这样解释的:“如果一个问题学生坚持,而你始终不放手让他去验证,那么即使后来他按照老师的指导得出了好的结果,也会永远在他心中留下一个疑问——‘说不定我是对的’,这非常不利于学生的长远发展。”
在余小强看来,学生都是非常可爱的人,每一个人都有属于自己的潜力等待发掘。他的学生中有一位常常以“老师,我有一个不成熟的想法”为开头询问问题,而余小强也非常高兴、认真地倾听并与之讨论,且鼓励他说:“不成熟的想法才是想法,说明你已经想过了,而且只有不成熟,我才能帮你一起完善。”他从不在意学生的学习背景如何,只要学生肯学,他就竭尽所能培养其成材。
这样看来,团队硕果连出,教学得心应手,似乎没有什么能让余小强在工作上感到困扰了。而事实恰恰相反,余小强的筑梦之旅正可谓“道阻且长”,他当前最大的困扰就是“人才奇缺”。到目前为止,“昆虫发育与免疫”团队仍在建设当中,现仅有教授2名、特聘副研究员1名。这是因为博士后在团队的驻站期限一到,就必须离开,而研究生中的许多人又难以达到院校录用标准,这使得团队难以形成完善的梯队。
因此,未来几年内,余小强有两大期盼。其一是深入研究免疫、胰岛素和激素等通路相互间的交叉调控;探索模式识别受体如何识别病原微生物并激活免疫信号通路;进一步研究免疫蛋白如何参与调控病原微生物杀虫的机制,为开发应用于农业害虫防控的专用Cry毒素提供依据。其二是招揽更多的新生代人才加入团队,他说:“一个完善的团队,不能只有领军人才,更要有骨干人才,以及从事基础研究工作的普通人才。”为此,他将为每一位加入团队的年轻学者提供力所能及的帮助,使之能够尽快成长为支撑团队发展的中坚力量,与他一同乘着时代发展的潮流,向着更高、更远的目标破浪前行。
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