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1 个月连发 6 篇 Nature、Science!他们花 3 年研究了 1.5 吨花菜

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今年 3 月,对于南方科技大学的研究团队而言是收获的季节。

3 月 1 日 ,环境科学与工程学院冯炼副教授团队 Nature 封面文章揭示全球近海浮游植物藻华增加趋势:

我们的成果可以助力深圳实现对藻华的全自动监测,而且可以更准确、快速地做出趋势预测,这对于深圳这座海洋城市来说还是非常重要的。

3 月 9 日 ,生命科学学院杜嘉木课题组在 Science 发文揭示植物 DNA 甲基化领域新进展:


来源:Science 官网

相关成果揭示了 NRPE2 引起的转录停顿和转录回溯增强的分子机制,提出了在 RdDM 通路中 Pol V 通过滞留在染色质上作为支架蛋白对下游作用因子进行招募,从而引起基因沉默的工作模型。

3 月 15 日,冷冻电镜中心生命科学学院隋森芳院士联合研究团队在 Nature 发文实现光合领域里的一个里程碑:

隋森芳院士团队与国内相关科研人员合作,在 Nature 杂志上联合发表题为「红藻藻胆体-光系统 II-光系统 I-捕光复合物超大复合体的原位结构」 的文章,为阐明细胞内天然状态下 PBS-PSII-PSI-LHC 超大复合体的组装机制,以及能量从 PBS 向 PSII 和 PSI 的高效转移的机制奠定了坚实的结构基础。

3 月 20 日 ,化学系刘心元教授团队在 Nature 发文阐述立体汇聚式 N-烷基化领域中取得的新突破:

该方法可以在温和的条件下将各种工业原料胺,含胺药物分子甚至氨直接一步转化为非天然手性 α-氨基酸衍生物,具有优秀的对映选择性和官能团耐受性。

3 月 22 日 ,物理系讲席教授俞大鹏院士课题组联合团队在 Nature 发文,在国际上首次展示量子纠错优势:

「我们在国际上首次利用离散变量编码的逻辑量子比特,延长量子信息的存储时间突破了盈亏平衡点。这项里程碑式的成果标志着我们从含噪声的量子时代步入了纠错量子时代。

3 月 22 日 ,生命科学学院张明杰院士、刘晓天研究助理教授团队在 Nature 发文揭示抗真菌药物全新潜在作用机制:

该研究成果成功建立了 FKS1 家族蛋白高效可重复的体外反应体系,首次剔除了繁琐的放射性标记检测手段,极大程度上优化了药物筛选体系,填补了领域内的空白。

这些论文突破重大科学问题,填补了行业空白,是基础研究领域的重磅进展,可喜可贺。其中发表在 Science 杂志揭示植物 DNA 甲基化领域新进展的论文,其实验主角竟是貌不惊人的花菜,令人深感科学之浩渺与趣味。

貌不惊人的花菜,奇怪的实验材料

一朵小小的、貌不惊人的花菜,通常以蔬菜的身份出现在人们的餐桌上,有时候还会受到小朋友的排斥,觉得口味寡淡、不够美味。


来源:小红书

然而,令人意想不到的是,看似普普通通的菜花,在科研界却是一颗闪闪发光的新星,正在冉冉升起,以其独特的作用推动着科研的进步。

杜嘉木课题组在 3 年的时间里,历经无数次失败与崩溃,总计花费了 1.5 吨以上的花菜,最终突破冷冻电镜数据收集与结构解析的难关,成功解析了植物 Pol V 结构及其染色质滞留机制,在植物 DNA 甲基化领域中书写了浓墨重彩的一笔!


来源:南方科技大学官网

为什么当初选择花菜作为实验材料呢?作为共同第一作者的谢国辉在《中国科学报》的一次对话中介绍,「我们研究的 Pol V 在植物中含量极低,提纯难度大,这给我们前期的研究带来了极大的挑战。在一次学术交流中,中科院曹晓风院士提到可以使用花菜提纯蛋白,这给了我们极大的启发。

思路打开,除了小鼠和兔子还有更多的选择

花菜在此之前似乎从未进入过科研人的视线,似乎将花菜和科研两者结合在一起都有一种奇妙的荒诞感觉。现在看来,它不那么「学术」的背景下却蕴含着极大的科研潜力。事实上,习惯了小鼠、兔子还有斑马鱼为主的实验动物之后,科研人很难将研究的目光转移到其他生物上,但有时候,不同的研究对象也许会为你的研究带来不一样的惊喜!

小肥猪近些在科研舞台上异军突起,创造出一个又一个科研神话。2023 年 10 月 11 日,George Church、杨璐菡等人创立的异种器官移植公司 eGenesis 公司研究人员在 Nature 杂志发表研究论文 Design and testing of a humanized porcine donor for xenotransplantation(人源化猪异种移植供体的设计与试验), 极大地推动基因修饰的猪器官用于人类临床试验。


来源 :Nature

而在植物科学界同样也有自己的「顶流」, 1905 年,德国植物学家 Friedrich Laibach 在路边发现了小草拟南芥,从此命运的齿轮 将它送到了科研人的手中 。

经历了几十年不被认可、被质疑、被忽视再到崭露头角的辛酸历程,在 20 世纪末期,科学家们历时 7 年、花费 7000 万美元启动拟南芥基因组计划,使其成为第一个基因组被完整测序的植物。截止目前,仅在 NCBI 一个数据库里,以拟南芥(Arabidopsis thaliana)为实验样本发表的论文接近十万篇,其中不乏改变教科书的重磅研究结果。


来源 :NCBI

科研不仅仅是复制与盲从

相信很多科研人在面对自身的课题时都会去搜索同领域的论文研究,这能让我们尽快的了解这个领域的研究进展与方法,但同时也会在无形之中为我们的研究思路套上桎梏,不自觉得便按照前辈的方案进行自己的研究,在大多数时候不是一个错误的选择,他能保证研究结果有一个较为稳定的预期。但是如果当你的研究遇到了瓶颈,那么就需要尝试着突破原有的框架,寻求一下新思路了。

学霸君同样在最后给各位整理了一些建议,希望对各位科研人有所帮助:

首先是心理上, 瓶颈期就是我们的蛰伏期,要认识到做不出科研成果是很正常的状态,科研停滞期是我们深入思考的黄金期和转折期。对于科研人来说,科研是一场持久战,并不会一直顺利。


当我们的课题、实验、论文撰写等陷入停滞时,不妨保持乐观情绪,静下心来,认真思考导致失败、停滞不前的原因,并针对这些问题逐条突破。

尝试着使用新的方法或方向寻找突破, 可以运用多学科的知识方法培养发散思维,从其他学科寻找灵感。也可以放宽对研究对象的观察视角与选择,就比如文中的花菜与小猪。(当然,要符合实验室的预算,一般来说很难)阅读学科前沿的相关研究文献,及时掌握前瞻性的学术动态,了解思考学术研究领域的方向。

回归脚踏实地, 要以学术为根本,脚踏实地,认真研究。要适应不同的环境,给自己积极的心理暗示,将科研融入生活,保持对科研事业的热爱,这样才能将科研由「忍受」转变为「享受」,让枯燥的研究带给你探索和求知的快乐,真正回归到不忘初心。

1. Xie G, Du X, Hu H, et al. Structure and mechanism of the plant RNA polymerase V. Science. 2023;379(6638):1209-1213. doi:10.1126/science.adf8231

2. Anand RP, Layer JV, Heja D, et al. Design and testing of a humanized porcine donor for xenotransplantation. Nature. 2023;622(7982):393-401. doi:10.1038/s41586-023-06594-4

3. Lunney JK, Van Goor A, Walker KE, Hailstock T, Franklin J, Dai C. Importance of the pig as a human biomedical model. Sci Transl Med. 2021;13(621):eabd5758. doi:10.1126/scitranslmed.abd5758

编辑:GrayPlus

题图来源:网络

投稿合作:jiangjiahui@dxy.cn


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