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【院士风采】邓子新:生物科学“探险家”
来源:        作者:记者 付晓歌        发布时间:2012-03-13 10:52:46        点击次数:

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他甘坐冷板凳,一坐20年,坐实了DNA上存在第六种元素——硫的重大发现,先后获评2005年中国高校十大科技进展和《环球科学》2007全球十大科学新闻;他极富个人魅力,从世界名校召集了一批青年才俊至其麾下,不到1年就建设起具有国际水准的“组合生物合成与新药发现教育部重点实验室”。

他,就是2年前与武汉大学结缘的中国科学院院士、第三世界科学院院士邓子新。

 

跳出农门的山里娃

19573月,邓子新出生于湖北省房县,是家里最小的孩子。父母要养活5个孩子,生活异常艰苦。常常半个月就把1个月的粮食全部吃完,看着饥肠辘辘的孩子们,父母用1斤米换5斤红薯,只为让孩子们多吃两口。以至于邓子新现在看到红薯就发怵。

十几岁的邓子新已经承担起持家的重任,山间的小路上,常常见到他挑着百来斤茅草的幼小身影,几十里的山路记录下他的青春岁月,如今身上还有砍柴留下的累累伤痕。为了补贴家用,邓子新还要去县里的砖瓦厂挑砖、运瓦,压得腰都直不起来,苦干一天才挣8毛钱。因为怕人看见要割“资本主义尾巴”,往往是天不亮就得赶路。

一次,父亲要他去买酱油。售货员把酱油递给他,却忘了收钱,邓子新沾沾自喜地回到家,举起5分钱,说:“爸爸,他给了我酱油,但是没收钱。”父亲很生气,打了他一巴掌,斥责道,“你怎么能不给钱呢,快送回去。”虽然家境贫寒,但父亲的正直、诚实给年幼的邓子新上了人生的第一课。

父母希望孩子们脱离这种贫苦的生活,千方百计地供他们读书,希望知识能够改变命运。“我读书的时候,连一个练习本都买不起,作业本都是顶格写,左右那一点点缝隙都舍不得浪费。每学期的2块钱学费,都迟迟无法交上。”邓子新说。

1975年,邓子新高中毕业回到农村,成了家里的顶梁柱,也是远近闻名的“工分大王”。

1977年恢复高考,邓子新燃起跳出农门的希望之光。进入备考阶段,他却还在工地上打眼放炮。经常凌晨4点就要上工,别人放工,他还得留下来放炮,晚上8点,他才拖着疲惫的身躯回家,连吃饭洗澡都顾不上,就温习起功课。2个月来,他每天睡觉没超过3个小时,高考前一天,还在工地上开山放炮,第二天带着满身泥土走进考场。

功夫不负有心人,邓子新以满意的成绩考入原华中农学院(今华中农业大学),成为土化系微生物专业的大学生。“大学是我生命的一个转折点。”他感慨万千。

初入大学的邓子新仿佛走进另一个世界,可是他怎么也没有想到,第一次英语考试,他考了全班倒数第一。“房县的教学条件差,我念中学时,连书本都没有,26个字母能够理解全就已经不错了。”不服输的他每天都挤出两三个小时学英语。5点起床,跑到后山湖边大声朗读。凭着这股钻劲儿,邓子新的成绩一跃而起,名列前茅。

1982年,邓子新毕业留校任教,并被推荐到欧洲分子生物中心戴维·霍普伍德教授门下深造。接触世界顶尖科学前沿,邓子新如饥似渴,沉浸在知识的海洋里,抓紧一切时间学习,从来没有给自己放过一天假。他的住所附近是有名的风景区,景色秀美。一到周末,同学们都去游山玩水,他却独自泡在实验室里。他与时间赛跑,用3年时间就完成了学业的两级跳,顺利戴上英国皇家博士帽。

19885月,邓子新婉拒老师们的挽留,携同妻子一起回到祖国。回国前,戴维•霍普伍德对邓子新说了一句话:“邓,你是个做基础科学研究的料,要坚持。”这句话给了他莫大的鼓舞。

邓子新一颗回国的心无比坚定。他坦言,自己从未想要留在英国。“我经常想起我的家乡和父老乡亲,走的时候,乡亲们拉着我的手说,‘子新,你可要回来,别人不回来,你可要回来。’”那时的他感受到,在老乡们朴实的观念里,如果不回来为国家做贡献,会被看成是忘恩负祖的罪人。学习期满,他不附带任何条件地回到了母校任教。2000年,邓子新进入上海交通大学创办的Bio-X生命科学研究中心,组建了微生物遗传学团队。后任生命科学技术学院院长。

 

科研路上的实干家

刚刚回国的邓子新面对的却是国内大学争相在科研上搞创收的局面,一个月只有90多块钱工资的邓子新不为所动,坚持搞自己的基础研究。

在英国时,邓子新每月补贴是158英镑。他一分钱掰成两半花,用省下的钱和国家给留学生的免税指标买了冰箱,就是为了回来以后便于存放试剂,使科研工作能够开展起来。当时的武汉,科研条件相对落后,许多试剂买不到,邓子新亲自到北京上海去购买,那是家常便饭。

2005年,由教育部科学技术委员会评选的2005年度“中国高等学校十大科技进展”在京揭晓,邓子新领衔的“DNA大分子上一种新的硫修饰”成果脱颖而出。

邓子新团队首次提出,在某些微生物基因组中作为生命中枢的DNA大分子上存在硫元素,而且分离出与硫修饰有关的完整基因簇。DNA新结构的最终阐明将丰富分子生物学的基础理论,打开一个新的学科领域,也将为DNA损伤,甚至癌症治疗因子的作用机理提供理论基础。

“十年磨一剑”,这一剑,邓子新整整磨了20年。早在英国时,他就从一个司空见惯,不值得一提的偶然现象中发现了其中的苗头。当他历经千辛万苦,第一次提出这个设想时,遭到的却是一片质疑声。但他选择了坚持,在经历一次又一次的失败后,依然前行。

1997年,邓子新和同事分离出相关基因,这是他们第一次拿到DNA上存在硫修饰的证据,但那时还没有遗传学、生物化学、尤其是没有化学分析的最终证据,难以服众。

2003年,他着手申请国家自然科学基金委的重点项目,但这一观点并不为人普遍接受,答辩未能通过。基金委认为这是一个有潜力的项目,以提供生命科学部主任基金的方式给了他一笔30万元的资助。这是未达成共识的情况下得到的经费,邓子新很感动,因为这是对他挑战常规的一种鼓励。

师从邓子新的王连荣还记得,刚进实验室时,师兄师姐就告诫她,所谓硫修饰的课题就是一个无底洞,千万不要接手。而她却被邓子新的毅力所感染,与老师并肩作战。王连荣说,当实验迟迟未出成果,自己感到沮丧泄气时,邓子新不断加油打气,告诉她希望就在眼前。

所有的坚持终于燃起希望的火花,2004年,他的团队在实验中证实了细菌DNA分子中硫元素的存在。2005年,《DNA大分子上一种新的硫修饰》论文在《分子微生物学》期刊上发表。2007年又相继在《自然-化学生物学》、《核酸研究》、《生物化学》和《分子微生物学》等期刊上连续发表4篇论文,获得化学结构和生物学功能的一系列突破。他团队的这项非凡成果获得国际分子生物学界的一片叫好声,专家评论说,这是一项振奋人心、令人意外的发现,具有最高级别的科学价值。

如今,邓子新回忆起20多年的科研历程,感触良多,“我很享受这个发现的过程,失败有时候也是一种美妙的体验,要相信自己,耐得住寂寞,有敢于把冷门捂热的勇气、执著和毅力。”

除了埋首于揭示硫元素的存在,邓子新还是个多面手,在微生物分子遗传学、抗生素药物代谢工程和化学生物学领域都做出了许多卓有成效的成绩。

2003年以来,邓子新团队在国际上克隆了一系列新结构类型的抗生素生物合成基因簇,并在国际上首次提出了多类抗生素生物合成的模型。这些新发现大大扩展了人们对许多重要微生物药物生物合成机理的认识,使通过遗传工程大幅度提高抗生素药物的产量,以及拓展生物学功能越来越得心应手。国际化学生物学领域的专家多次高度评价这些成果。

同时,邓子新团队还系统性地建成了具有国际影响的“抗生素药物基因资源库”和“抗生素药物化合物库”,建立和发展了重要抗生素产生菌的基因克隆体系,克隆的杀虫、抗病、抗细菌、抗真菌、抗癌及HIV等抗生素药物基因簇和一系列控制药物产量的正、负调节基因等不断受到国内外的密切关注。部分重要抗生素药物(如井冈霉素)基因已成为推动学科发展和产业进步的重要新基因储备。

这类药物需要不断更新换代、降低生产成本,业界的传统做法是从自然界微生物中筛选。这样的操作,资金消耗大,耗时长,往往需要810年,甚至更长时间。国际生物学界一直希望通过基因工程的方法,寻找众多抗生素的合成基因,将不同源和功能的基因合理地组合在一起,产生自然微生物本身所不能产生的“杂合药物”。如果能够寻找到一个有用的化合物,除了将产生数亿乃至数十亿美元的巨额利润,还有可能为人类的医疗和农业生态的保护提供新的手段。

邓子新团队开展了提高抗生素药物产量和创新药物的研究,提高了重要药物(如多氧霉素)的产率,获得了数十个新抗衍生物,申请了18项发明专利,包括国际PCT及法、日、韩等国外专利,并具有我国自主知识产权。这些成果标志着邓子新团队转变自然微生物中被动筛选抗生素新药物的传统模式,迈出主动高产、创新微生物药物的第一步。

 

充满激情的领导者

2009年底,武汉光谷获批第二个国家自主创新示范区,邓子新受邀考察武汉国家生物产业基地的九峰基地等。随后,他欣然接受担任武汉大学药学院院长,同时兼任武汉生物技术研究院院长的邀请。他说,到武汉大学“过程很简单,”“只为做大事,做成事,没想太多。”

来到武汉大学的,不仅仅是邓子新,10余位高层次人才也追随着他的步伐,来到珞珈山这片科研乐土。

2010年春节,在剑桥大学生物化学系做研究的孙宇辉收到一封来自邓子新的邮件,问起他对未来的打算,并力邀他加盟武汉大学。不到一周,他就接受了这份邀约。

孙宇辉说,祖国生物科学事业的欣欣向荣和恩师邓子新的殷切期待对自己产生巨大的吸引力,使得自己毅然放弃了即将获得的“绿卡”,希望到武汉大学来拼搏出一片天地。

不久后,邓子新曾经的学生——就读于哈佛大学的博士后陈实、就读于斯坦福大学的博士后刘天罡、就读于麻省理工学院的博士后王连荣等,也追寻老师一起来汉,分别从事生物燃料、神经药物方面的研究。许多以前未曾相识的“海归”们也纷至沓来。

来武大后,邓子新的身份发生了微妙变化,他不仅仅是一名科学家,更是一位领导者,致力于构建生物药学研究平台,建立丰富的药物基因资源库及化合物分子库,实现生物药物的创新和高产。

谈起这位师者,博士生陈浩、郭俊红、朱发银你一言我一语:“邓老师比我们还要有活力,有激情呢!”“开组会时,听到好的思路和做法,他会激动得像孩子一样跳起来。”“试验取得了进展,他比我们更激动。”

邓子新认为,自然科学,尤其是基础性研究,很多重大的科学发现是无法提前计划的,探索科学就是探索未知。实验室应强调培养学生的兴趣、吃苦耐劳的精神和执著追求的精神,尤其是创新的激情。“一流的科技人才和闪光的科技成果往往都是在自由探索的过程中凝练出来的。”

实验室硬件建设是物质保障,但软环境建设更为重要,对此,邓子新颇有心得:“一定要营造有利于科研创新的文化。”

采访中记者发现,师生们说得最多的就是团队合作精神。实验室有一条不成文的规定,不论谁申请到科研经费,都要拿出一部分来,贡献给团队,做为新同事的科研启动资金,也可以资助暂时未能申请到经费的教师,保证其顺利开展工作。“实验室真正做到了你中有我,我中有你。” 实验室主任孙宇辉说。实验室运转不久,大家就共同凝练出“博学精问、同舟共进”的“室训”来支配实验室创新精神和团队文化的发展。

“实验室的文化应是一种互动交往的团队文化,师生之间一些好的方面能够相互影响。”邓子新说,“实验室多是30岁至40岁的年轻人,来自四面八方、天南海北,每个人在实验能力、创造能力、科研灵感等方面都有其独到之处,每个人都应该学习别人某一方面的优势,取长补短,成就自己。”

“我们有冲劲,有活力,却难免急躁,老师像慈父一样,包容着大家的个性,也包容着我们的失败。”王连荣说,“有他在,我们可以踏实安心地做科研。”

谈起包容失败,邓子新滔滔不绝,“社会的评估体系,特别是容忍失败的体系,可能现在还不是特别健全。我们应该容忍失败,在科学上面尤其如此,只要整个探索过程是科学的、有逻辑的,即使最后没有产出论文和产品,可它还培养了人才。从更深层面来说,科学研究应该是科学知识和人文底蕴的积累。”

 

面对自己所取得的成功,邓子新十分谦虚,他把一切归结为拥有一个支持他事业的集体,他说,“我的精神支柱是一个知识分子对国家的责任感”。“现在正是做贡献的时候,这种贡献,只有开始,没有终点。”

珞珈山下,充满激情与活力的邓子新正带领着一批同样热血沸腾的实干家们,在生物科学的道路上披荆斩棘,一路向前。

(编辑:陈丽霞)

 

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