正月(yuè)(yuè)十一(yī),武大雷在朋(péng)友圈分(fēn)享了(le)一(yī)條山大招收博士後的推文,并附上(shàng):敬請各位同行專家推薦高足。朋(péng)友圈上(shàng)方,一(yī)行英文個性簽名特别明顯:A 100% nerd trying to stay hungry and foolish……翻譯成中文就(jiù)是,做一(yī)個求知若饑、虛心若愚的“書呆子(zǐ)”。但(dàn)你其實很難将武大雷與“書呆子(zǐ)”這個詞挂鈎,他面容清隽,眼神清澈,渾身(shēn)散發着一(yī)種溫潤平和的書生(shēng)氣質,喜歡簡單的人(rén)和事(shì),最喜歡做的事(shì)情就(jiù)是科研和育人(rén)。
武大雷,本科就(jiù)讀于山東大學。博士畢業後在海外學習和工作(zuò)期間,他始終懷揣着科研報國的理(lǐ)想,在2016年回到母校(xiào)建立了(le)“蛋白質結構與藥物發現”課題組。近年來,課題組一(yī)系列相關科研成果發表在Nature Chemical Biology、Nature Communications、PNAS等國際知名學術期刊上(shàng),他本人(rén)也(yě)先後獲得多個省級和教育部的人(rén)才稱号。
被“忽悠”進生(shēng)物學專業
武大雷教授說,自己是被“忽悠”進生(shēng)物學專業的。上(shàng)世紀80年代,伴随着人(rén)類基因組計劃的提出,“21世紀是生(shēng)命科學的世紀”的說法十分(fēn)盛行,吸引了(le)一(yī)大批青年人(rén)才投身(shēn)于這一(yī)專業,武大雷就(jiù)是其中之一(yī)。“我當時考上(shàng)山大的時候,生(shēng)命科學專業的分(fēn)數線是學校(xiào)第二高的”。一(yī)頭“紮”進這個專業以後,“生(shēng)命科學的世紀”的感覺雖然沒有那麽明顯,但(dàn)對這一(yī)專業的研究興趣卻慢(màn)慢(màn)培養起來。
本科畢業以後,武大雷去了(le)當時國内生(shēng)命科學研究的“聖殿”——中科院上(shàng)海生(shēng)命科學研究院旗下(xià)的上(shàng)海藥物研究所,博士畢業後先後赴美國加州大學戴維斯分(fēn)校(xiào)、美國桑福德伯納姆醫學研究所做博士後。在戴維斯分(fēn)校(xiào)工作(zuò)三年後,武大雷在回國與繼續深造方面糾結了(le)很長時間,最後還是決定繼續再做一(yī)輪博士後,“因爲感覺自己學到的東西(xī)還不夠多,積累的經驗還不足,所以想沿着自己感興趣的科研思路(lù)繼續做下(xià)去”。在桑福德伯納姆醫學研究所工作(zuò)五年後,武大雷回母校(xiào)任教,并成立了(le)蛋白質結構與藥物發現課題組。
近幾年,随着生(shēng)命科學領域前沿技術的不斷湧現和科研突破的不斷取得,驅動着基礎研究更快(kuài)地實現成果轉化(huà)和産業化(huà)。再回頭看當初吸引自己進入這一(yī)領域的那句話——“21世紀是生(shēng)命科學的世紀”,武大雷教授覺得,這一(yī)預言正在慢(màn)慢(màn)得到驗證。和武大雷一(yī)樣懷揣熱情進入山大學習這一(yī)專業的那屆學生(shēng),有許多如(rú)今仍在這一(yī)研究領域深耕。他很慶幸自己趕上(shàng)了(le)那波投身(shēn)這一(yī)領域的熱潮,并在以饒毅、施一(yī)公等爲代表的科學家的精神旗幟的指引下(xià),一(yī)直在這一(yī)航道上(shàng)前進。如(rú)今,他也(yě)成爲推動生(shēng)命科學不斷前進的力量之一(yī),并不斷吸引着新(xīn)生(shēng)力量,繼續投身(shēn)這項意義非凡的事(shì)業。
發現藍海,創新(xīn)引領
“如(rú)果把生(shēng)命科學研究領域比作(zuò)河(hé)流,下(xià)遊是制藥公司把藥品做出來,中遊是藥物的臨床試驗,而我們就(jiù)是處在整個新(xīn)藥研發的最上(shàng)遊。”武大雷教授的蛋白質結構與藥物發現課題組一(yī)直緻力于新(xīn)藥物靶向治療的研究,主要專注于研究重大疾病相關的靶标蛋白。通俗來講,就(jiù)是以小分(fēn)子(zǐ)來調控人(rén)體内的一(yī)些(xiē)關鍵蛋白,實現疾病治療的目的。例如(rú),2019年,團隊在全世界第一(yī)個發現了(le)缺氧誘導因子(zǐ)HIF-2α的激動劑,HIF-2α是一(yī)種跟貧血相關的特殊蛋白,這一(yī)蛋白的活性降低(dī)會導緻紅細胞減少。了(le)解這一(yī)機制後,團隊希望通過研發的小分(fēn)子(zǐ)激動劑來提高蛋白活性,達到提升紅細胞水平,治愈貧血的作(zuò)用。
早在研究生(shēng)階段,武大雷的研究領域就(jiù)是蛋白質結構與藥物發現,在第一(yī)輪博士後研究期間,他發現了(le)“類核受體”轉錄因子(zǐ)的研究前景,于是聚焦這一(yī)方向繼續第二輪博士後研究工作(zuò)。目前,武大雷教授團隊重點研究的是“類核受體”轉錄因子(zǐ)——bHLH-PAS(basic helix-loop-helix-PER-ARNT-SIM)家族,這是一(yī)個可作(zuò)爲潛在藥物靶标的轉錄因子(zǐ)家族。轉錄因子(zǐ)的功能(néng)失調常與重大疾病密切相關,而且種類繁多,但(dàn)卻通常被認爲“難以靶向”,主要原因是轉錄因子(zǐ)大多缺乏明确的配體結合位點。武大雷教授課題組圍繞疾病相關的轉錄因子(zǐ),首先通過蛋白結構解析直觀呈現配體結合位點,基于配體與蛋白的直接相互作(zuò)用篩選靶向小分(fēn)子(zǐ),并以共晶和質譜等多種手段揭示其作(zuò)用機制,搭建起一(yī)套獨特而有效的轉錄因子(zǐ)新(xīn)靶标和新(xīn)靶向分(fēn)子(zǐ)發現平台。2011年,武大雷教授開始研究bHLH-PAS家族蛋白結構時,這一(yī)方向還是未有人(rén)開墾的藍海,直到目前爲止,全世界從事(shì)“類核受體”轉錄因子(zǐ)研究的機構數量也(yě)相對比較少。
在研究過程中,武大雷教授及研究團隊取得了(le)多個創新(xīn)性發現與成果。2015年,武大雷作(zuò)爲第一(yī)作(zuò)者在Nature發表研究文章“Structural integration in hypoxia-inducible factors”。在這項研究中,武大雷和研究團隊人(rén)員利用X射線晶體學技術解析了(le)缺氧誘導因子(zǐ)的蛋白複合體結構,爲尋找新(xīn)型藥物、切斷癌細胞的氧氣和營養供給、最終治療癌症提供了(le)新(xīn)思路(lù)。目前,與該研究相關的抗腎癌藥物Belzutifan已于2021年經過美國食品藥品監督管理(lǐ)局批準推向了(le)市(shì)場。
2022年5月(yuè)(yuè)份,武大雷教授課題組與中科院上(shàng)海藥物所羅成團隊及牛津大學Fraydoon Rastinejad團隊合作(zuò),在Nature Communications上(shàng)發表研究成果,首次發現了(le)直接結合HIF-3α蛋白的脂類内源性配體油酰乙醇胺。該研究暗示HIF-3α有望作(zuò)爲腸道菌群通過代謝産物調控宿主轉錄因子(zǐ)信号通路(lù)的關鍵受體之一(yī)。同年11月(yuè)(yuè)份,武大雷教授課題組在PNAS(《美國國家科學院院刊》)上(shàng)在線發表研究成果,首次解析了(le)神經元PAS蛋白4(Neuronal PAS domain protein 4, NPAS4)與兩種二聚夥伴蛋白及DNA的複合物結構。NPAS4功能(néng)異常與抑郁症、精神分(fēn)裂症和自閉症等神經發育障礙相關,因此是治療這些(xiē)神經精神疾病的潛在新(xīn)靶标,同時也(yě)有望成爲II型糖尿病、胰腺移植和血管新(xīn)生(shēng)相關的潛在藥物靶标。
著名生(shēng)物學家顔甯曾經說過:“科學的美在于你第一(yī)個發現了(le)大自然的奧秘,科學的魅力在于你是知識的創造者。”初聽這句話,武大雷覺得“這也(yě)太凡爾賽了(le)”。然而,結合科研經曆細細想來,這話說得真的很有道理(lǐ)。“當你想明白一(yī)個問題并用實驗證明的時候,想到自己是全世界第一(yī)個發現這個‘秘密’的人(rén),那種感覺,真是太美妙了(le)。”
做一(yī)個純粹的科學家
武大雷說,自己是一(yī)個有點“讷”的人(rén),相比于與人(rén)打交道,他更喜歡與科研、與實驗儀器(qì)“促膝長談”。
今年讀研二的楊雅婷,大四的時候就(jiù)進入武大雷的實驗室做科研了(le),後來考了(le)他的研究生(shēng)。在楊雅婷眼裏,導師是一(yī)位在科研方面特别投入的人(rén),幾乎每天晚上(shàng)都在實驗室待到十點以後才回家。他對每位同學的科研課題也(yě)都很上(shàng)心,經常隔一(yī)段時間就(jiù)會找負責同學聊聊進展,給予指導。
從事(shì)科研工作(zuò),首先要坐得住“冷闆凳”,用武大雷的話來說,就(jiù)是要“磨”出好(hǎo)(hǎo)心性,“我自己從事(shì)科研工作(zuò)20多年了(le),肯定已經磨出來了(le)”,武大雷笑(xiào)着說。上(shàng)學的時候,做實驗、寫文章會失敗,當老師後,搞科研、做課題也(yě)面臨很多失敗的情況。最磨人(rén)的是讀研究生(shēng)的時候,尤其是讀博士的時候,在實驗室工作(zuò)到半夜,發現實驗失敗了(le),或者前幾周的功夫都白費了(le),這個時候他就(jiù)安慰自己,“先睡覺,睡着了(le),第二天醒來又是一(yī)條‘好(hǎo)(hǎo)漢’”。第二天去實驗室,調整思路(lù),重新(xīn)開始新(xīn)一(yī)輪的實驗。怎麽才算(suàn)是一(yī)名合格的博士生(shēng)了(le)呢(ne),武大雷認爲,“當你在人(rén)類認知的邊界上(shàng),突破了(le)那麽一(yī)點點,那你就(jiù)有資格獲得博士學位了(le)”。這期間,可能(néng)需要嘗試不同的路(lù)徑,甚至把别人(rén)走過的彎路(lù)再走一(yī)遍,才能(néng)取得突破。
除了(le)要經曆無數次失敗,科學發現有時候還需要一(yī)些(xiē)“運氣”,就(jiù)像翻石頭,不知道哪塊下(xià)面埋藏着好(hǎo)(hǎo)東西(xī),需要設定一(yī)個方向後不停地翻找。武大雷所從事(shì)的結構生(shēng)物學研究中,利用晶體學手段解析蛋白結構就(jiù)非常需要運氣。實驗中,蛋白溶液能(néng)不能(néng)結晶,結晶後能(néng)不能(néng)得到合适的衍射數據、解析出蛋白結構,這裏的每一(yī)步都充滿了(le)不确定性。但(dàn)是,一(yī)遍遍地嘗試不是無意義的重複,靠運氣也(yě)不是在原地等着。武大雷說,研究者要在失敗中尋找線索,動腦子(zǐ)進行理(lǐ)性的思考,找到哪裏需要改變,再進行下(xià)一(yī)次的嘗試。
總結回顧自己的科研經曆,再來談對學生(shēng)科研能(néng)力的要求,武大雷特别強調了(le)三點:一(yī)是不要人(rén)雲亦雲,要有自己的思考和判斷,用事(shì)實說話;二是要有直面挫折的勇氣和戰勝挫折的毅力;三是要有學習和科研的主動精神。“隻有具備這些(xiē)素養,才能(néng)在科研道路(lù)上(shàng)一(yī)直走下(xià)去”。
在科研道路(lù)上(shàng)一(yī)直走着的武大雷用“着迷”來形容自己對科研的态度。他說,最理(lǐ)想的狀态是,自己全身(shēn)心地投入到喜歡的科研工作(zuò)中。但(dàn)他同時也(yě)知道,作(zuò)爲一(yī)個PI(項目負責人(rén))、一(yī)個科學家,僅僅關起門來做科研是遠遠不夠的,還有學術合作(zuò)、平台建設等許多工作(zuò)需要他去完成。所以,他也(yě)在最大限度地鍛煉自己各方面的能(néng)力。但(dàn)是,當忙完一(yī)些(xiē)事(shì)務性的工作(zuò),回到實驗室,那個純粹、簡單、着迷于科研的科學家又回來了(le)。
因材施教,育人(rén)的四重快(kuài)樂
從事(shì)教學工作(zuò)剛剛六年,對于育人(rén)工作(zuò),武大雷是在慢(màn)慢(màn)摸索中積累經驗的。“我不是那種很‘push’的老師,讓學生(shēng)一(yī)定按照我的模式來,每個學生(shēng)的學習能(néng)力、接受能(néng)力是不一(yī)樣的,有的快(kuài),有的慢(màn),我也(yě)在不停地摸索經驗,再給我十年,我能(néng)摸索得更明白。”他最推崇的育人(rén)理(lǐ)念是“因材施教”,認爲這是自古以來師者的最高追求。但(dàn)這四個字說起來容易,做起來卻着實不易,因爲“你很難在短時間内知道這個學生(shēng)适合哪種教育方式”。剛開始的時候,面對學生(shēng)們的實驗失敗,武大雷會鼓勵學生(shēng)們自己找方法,多試幾次,磨煉他們的抗挫折能(néng)力。後來,他發現,學生(shēng)們的實驗能(néng)力、領悟力、抗挫折能(néng)力是不一(yī)樣的,有的越挫越勇,有的會打擊他們的科研興趣。所以,他适時調整方法,根據學生(shēng)的性格和科研基礎來決定培養方式,信心不足的就(jiù)多鼓勵多指導,給一(yī)些(xiē)相對簡單的實驗,先樹立學生(shēng)的自信心;抗挫折能(néng)力強的就(jiù)布置一(yī)些(xiē)難的課題,讓學生(shēng)自己去“闖”。
對學生(shēng),武大雷始終充滿耐心,也(yě)充滿愛心。他說:“每個孩子(zǐ)都是獨一(yī)無二的,都有适合他們的成長路(lù)徑。我希望每一(yī)個孩子(zǐ)都能(néng)按照适合自己的方式或節奏成長。”
陳曉宇2017年開始跟着武大雷讀碩士研究生(shēng),2019年轉爲了(le)博士研究生(shēng)。在她眼中,導師是一(yī)個特别細心、親和、沒有架子(zǐ)的人(rén)。“他在科研中對我們要求很嚴,但(dàn)不會給我們額外的壓力,會鼓勵我們,悉心指導我們,讓我們自己确立發展方向,尋找感興趣的領域。”科研之餘,武大雷是他們的“同齡朋(péng)友”,帶他們出去聚餐,聊自己的科研經曆、平時遇到的趣事(shì),“導師的知識儲備量特别豐富,古今中外的曆史、山東各地的地域文化(huà)和發展淵源,他都知道”。
春秋七載,桃李芬芳。育人(rén)給武大雷帶來了(le)很多快(kuài)樂。他說,現在慢(màn)慢(màn)能(néng)理(lǐ)解以前自己老師的感受了(le),“當自己的學生(shēng)取得一(yī)些(xiē)成績的時候,比自己取得成績都更有成就(jiù)感”。
去年,武大雷培養的第一(yī)位博士研究生(shēng)畢業了(le)。答(dá)辯的時候,他邀請了(le)自己的博士生(shēng)導師擔任答(dá)辯委員會的主席,還邀請了(le)自己的師兄和師妹,他們分(fēn)别在中國海洋大學和南(nán)京大學任教。武大雷的導師特别高興地說:“不管多忙,我都要參加自己學生(shēng)培養的學生(shēng)的答(dá)辯。”武大雷也(yě)很高興,在這場答(dá)辯中,他看到了(le)學術的一(yī)種傳承。他說,導師是一(yī)個很讓人(rén)敬仰的師者,他培養的很多學生(shēng)都在科研道路(lù)上(shàng)取得了(le)優異的成績,至少有7位獨立的PI、10位教授。“我們當時的學習和科研氛圍很好(hǎo)(hǎo),大家在一(yī)起,有種家的感覺”。
導師是武大雷的榜樣,他希望能(néng)像老師一(yī)樣,精心育人(rén),慢(màn)慢(màn)地,看着自己越來越多的學生(shēng)取得成就(jiù),去體會自己的“孩子(zǐ)們”成才的快(kuài)樂,體會桃李滿天下(xià)的快(kuài)樂,還有和學生(shēng)們在一(yī)起的“一(yī)家人(rén)”的快(kuài)樂,以及學術和師道傳承的快(kuài)樂。這些(xiē)快(kuài)樂,讓他在匠心育人(rén)的道路(lù)上(shàng)孜孜不倦、甘之如(rú)饴。
一(yī)直記得母校(xiào)喊我回家
剛來山大任職時,武大雷和老師們一(yī)起聊天,話語間總會出現“回山大”這樣的字眼兒。大家好(hǎo)(hǎo)奇地問他:“你爲什(shén)麽不說‘來山大’,總說‘回山大’啊?”武大雷的回答(dá)很樸素,卻飽含深情,他說,我答(dá)應過母校(xiào),學成後要回來。
本科畢業之際,面對保研上(shàng)山大,還是去中科院上(shàng)海藥物研究所,武大雷有過猶豫,最終,他選擇了(le)上(shàng)海。當時生(shēng)命學院的副院長陳冠軍教授見挽留不成,隻能(néng)切切地囑咐他:“那你記得,以後學成後要回來報效母校(xiào)啊。”武大雷說:“行!”
這個承諾,他銘記了(le)13年。在上(shàng)海學習5年,他記得這個承諾;國外留學8年,他回國回校(xiào)的信念更加堅定。多少年後又遇見了(le)陳老師,閑聊之際提到當年這句話,陳老師已經印象不深。“可能(néng)這種對話在老師告别學生(shēng)時發生(shēng)得太多了(le),大部分(fēn)人(rén)也(yě)沒當回事(shì),但(dàn)我一(yī)直記得。”
回校(xiào)任教後,武大雷懷着“爲母校(xiào)多做一(yī)些(xiē)事(shì)情”的熱情,在科研、教學、育人(rén)方面做了(le)很多工作(zuò)。他主動提出擔任本科生(shēng)導師,希望通過自己的影響,多培養學生(shēng)們的科研思維;借助研究生(shēng)國際化(huà)課程改革的機會,他聯合幾個海外回來的老師,一(yī)起開設了(le)全英文授課的“高等醫學微生(shēng)物”課程,努力推動學校(xiào)的教學改革。
學生(shēng)們眼中親切溫暖的武大雷老師,今年将迎來在生(shēng)命科學領域深耕的第25年。無數的失敗與榮光化(huà)爲腳下(xià)路(lù)途,武大雷心中生(shēng)命科學的21世紀,正在他和無數一(yī)線科研工作(zuò)者的腳下(xià)徐徐展開。
【供稿單位:宣傳部 作(zuò)者:張丹丹 張辰萌 攝影:受訪者提供 編輯:新(xīn)聞網工作(zuò)室 責任編輯:萬廣遠 】