破解葡萄糖转运子的神奇奥秘
10月18日,清华大学医学院颜宁教授研究组在国际顶级学术期刊《自然》以研究长文(research article)的形式发表题为《葡萄糖转运蛋白glut1-4细菌同源体的晶体结构解析》(crystal structure of a bacterial homologue of glucose transporters glut1-4)文章,报道了人的葡萄糖转运蛋白glut1-4在大肠杆菌中的同源蛋白xyle的晶体结构,并且运用生化手段对其工作机理进行了研究。清华大学生命学院博士研究生孙林峰和曾昕共同为文章第一作者。这些工作对于人类理解葡萄糖转运子的工作机制,理解人类疾病的发生提供了重要依据。
值得一提的是,这是膜蛋白研究方面的又一重要进展,《自然》专门为此篇论文配发了新闻评论(news & views)。
从本科阶段就开始涉及研究工作,到跟随师哥师姐承担研究课题,再到独当一面成为高水平学术论文的第一作者,孙林峰走过了怎么样的一条科学研究之路?笔者采访了孙林峰,回顾了他成长的点点滴滴。
万丈高楼平地起——扎实的基础是成功的前提
从低等的微生物到高等生物如人类,葡萄糖转运子在细胞葡萄糖代谢过程中都起着至关重要的作用。在人的葡萄糖转运蛋白成员中,glut1-4是研究最为深入的,且与多种人类疾病发生相关。但是目前对于这类膜蛋白的结构信息我们仍然知之甚少。
关于糖转运蛋白机理的研究已经有好几年,但一直没有得到好的结果。孙林峰在一年半左右的时间内就把这个课题攻克下来,在外人眼里是了不起的成绩。而当孙林峰自己谈到这个结果时,他说自己是幸运的。
但是仅仅是幸运吗?
其实,早在孙林峰还是本科生的时候,他就进入施一公、颜宁教授的团队,承担了关于大肠杆菌岩藻糖(l-fucose)转运蛋白(fucp)的结构机理的课题研究任务,并最终以第二作者在《自然》发表过“structure of a fucose transporter in an outward-open conformation”(岩藻糖转运蛋白向胞外开放构象的结构)的高水平学术论文。
在刚进入课题组时,实验室的一切对于孙林峰而言是新奇的,也是充满挑战的。他在观察中积累经验,在实验中总结方法。当时跟着师兄师姐们做实验,他总是看得非常仔细,将实验的小细节学得非常认真。
孙林峰有着扎实的基础,也就是“手快”,这让他动手操作实验时节省了大量的时间,“同样的事情,有的人做得慢最后也能做好,但是我能够达到又快又好,这让我在实验进展中占了很大的优势。”这种“功夫”是怎样练成的?熟能生巧!孙林峰在平时做实验时就注重思考,把操作的方法掌握之后不停歇地练习,才有了后来“机械手”般的速度。
不同的课题需要不同的实验,但在一个课题组中这些实验有着一定的相通性。所以实验经历让他积累了许多实验方法和思路,这为他日后自己作课题相对独立承担研究任务打下了坚实的基础。
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